DE60219596T2 - Filter zum Abtrennen von Partikeln aus Kühlwasser in einer Nuklearanlage - Google Patents

Filter zum Abtrennen von Partikeln aus Kühlwasser in einer Nuklearanlage Download PDF

Info

Publication number
DE60219596T2
DE60219596T2 DE60219596T DE60219596T DE60219596T2 DE 60219596 T2 DE60219596 T2 DE 60219596T2 DE 60219596 T DE60219596 T DE 60219596T DE 60219596 T DE60219596 T DE 60219596T DE 60219596 T2 DE60219596 T2 DE 60219596T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
section
sheets
filter
filter according
cooling water
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60219596T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60219596D1 (de
Inventor
Anders Söderlund
Häkan SÖDERBERG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Sweden AB
Original Assignee
Westinghouse Electric Sweden 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 Electric Sweden AB filed Critical Westinghouse Electric Sweden AB
Publication of DE60219596D1 publication Critical patent/DE60219596D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60219596T2 publication Critical patent/DE60219596T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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
    • 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
    • G21C3/3206Means associated with the fuel bundle for filtering the coolant, e.g. nozzles, grids
    • 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)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter entsprechend der Präambel des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Brennstäbe-Aggregat entsprechend der Präambel des Anspruchs 20.
  • Die Erfindung wird im Rahmen einer Verwendung in Nuklearanlagen beschrieben, um Kühlwasser, das durch einen Kernreaktor des Leichtwasser-Typs fließt, von Verunreinigungen und anderen Partikeln zu befreien. Die Erfindung ist jedoch nicht auf irgendeine spezielle Anordnung des Filters in der Nuklearanlage beschränkt.
  • Es ist wichtig, das Kühlwasser einer Nuklearanlage zu reinigen. Aufgabe des Kühlwassers ist es, als kühlendes Fluid und als Moderator im Kernreaktor der Nuklearanlage zu wirken. Wenn Verunreinigungen oder andere Partikel mit dem Kühlwasser in den Reaktorkern vordringen können, kann dies Defekte an der Umhüllung der Brennstäbe verursachen, was zu derartigen Defekten führen kann, dass nuklearer Brennstoff, das heißt Uran, in das Kühlwasser auslaufen kann. Bei einem größeren Defekt muss dann der Betrieb des Reaktors unterbrochen werden und der ausgefallene Brennstab muss ersetzt werden. Ein solcher Arbeitsgang zum Ersetzen ist zeitaufwändig und teuer. Verunreinigungen und andere Partikel können natürlich auch Schäden an anderen Bauteilen in einer Nuklearanlage verursachen, zum Beispiel an Pumpen.
  • Solche Verunreinigungen können aus Metallsplittern bestehen, die im Zusammenhang mit verschiedenen Reparaturen an Bauteilen der Anlage gebildet wurden, aus Metalldrähten oder anderen Fremdkörpern, die von außen in die Anlage gekommen sind. Besonders schwierige Partikel sind diejenigen mit einer länglichen Form, das heißt, dünne Drähte oder Splitter, die eine Länge bis hinunter zu 10 mm haben können. Diese Partikel haben die Tendenz, sich im Brennstäbe-Aggregat in einer höheren Stufe festzusetzen, zum Beispiel an Abstandsstücken. Die Partikel bewegen sich im Kühlwasserstrom hin und her und können die Umhüllung der Brennstoffstäbe verschleißen, so dass ein Loch entsteht. Gleichzeitig ist es wichtig, keine Partikel auszufiltern, die nicht als gefährlich gelten, da alle Teile, die vom Filter aufgefangen werden, den Druckab fall durch den Filter hindurch erhöhen. Solche Partikel können zum Beispiel Sandstrahl-Sand mit einer Größe von 1 bis 2 mm und Mineralpartikel sein, die im Fall von Defekten in das Kühlwasser gelangen können.
  • Eine bekannte Lösung für dieses Problem ist die Anordnung einer Art von Filter im Unterteil der Brennstäbe-Aggregate, die eine Anzahl von Brennstäben einschließen und den Kern des Reaktors bilden. Das Kühlwasser, das durch den Reaktor zirkuliert, strömt durch diesen unteren Teil der Brennstäbe-Aggregate. So kann beispielsweise die Bodenplatte des Brennstäbe-Aggregats mit einer Vielzahl kleiner Löcher versehen sein, durch die das Kühlwasser strömt. Eventuell vorhandene Verunreinigungen oder andere Partikel können folglich durch einen solchen Filter aufgefangen werden. Zwei wichtige Anforderungen gibt es an einen solchen Filter, dass er nämlich einerseits alle Partikel wirksam auffängt, die Defekte im Reaktor verursachen können, und andererseits, dass er einen niedrigen Strömungswiderstand und Druckabfall hat.
  • SE-B-465 192, US-A-5,481,577 und US-A-5,030,412 beschreiben verschiedene derartige Filter zum Auffangen von Verunreinigungen im Kühlwasser, das durch einen Kernreaktor fließt. SE-B-465 192 schlägt Löcher in der Bodenplatte vor, die verschiedene Abschnitte mit Mittellinien haben, die gegeneinander verschoben sind. US-A-5,481,577 schlägt einen Filter vor, der aus einer Anzahl von Blechen besteht, die nebeneinander angeordnet sind und Durchlässe für das Kühlwasser bilden. Die Durchlässe sind relativ dünn, haben aber eine große Breite, wodurch es möglich ist, dass längliche Verunreinigungs-Partikel hindurchkommen. US-A-5,030,412 beschreibt einen Filter, der ein planes Metallblech umfasst, das relativ längliche Durchlässe hat, die das Kühlwasser durchlassen, aber eventuell vorhandene Partikel aufhalten. Oberhalb des Metallblechs sind parallele, im wesentlichen senkrechte Bleche in geringem Abstand voneinander angeordnet. Diese parallelen Bleche haben in ihrem Verlauf eine Krümmung, was dazu beiträgt, den Partikeln eine gewünschte Aufweitzone in Querrichtung zum Kühlwasserfluss zu geben, bevor sie das Metallblech erreichen.
  • DE-U-296 15 575 beschreibt einen anderen Filter für ein Brennstäbe-Aggregat in einer Nuklearanlage. Der Filter besteht aus einem Rahmen, in dem ein Paket von Blechen nebeneinander in der Weise angeordnet ist, dass Durchlässe für das Kühlwasser zwi schen den Blechen gebildet sind. Die Bleche haben die Form einer Welle, die sich entweder in einer Richtung quer zur Fließrichtung oder in Fließrichtung erstreckt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Filter zu liefern, der einen niedrigen Strömungswiderstand hat und der Partikel aus einem Fluid wirksam abtrennen kann. Ein weiteres Ziel ist ein Filter, der mit niedrigen Produktionskosten hergestellt werden kann.
  • Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung erreicht, wie sie in Anspruch 1 offenbart ist.
  • Ein derartiger Filter, der aus relativ dünnen Blechen hergestellt werden kann, hat einen geringen Strömungswiderstand, da keinerlei lose Bestandteile, Verbindungsglieder oder dergleichen notwendig sind, die sich in die Fließbahn hinein erstrecken. Dank der definierten Wellenform der Bleche wird eine Vielzahl getrennter Kanäle erhalten, die nebeneinander angeordnet sind und das wirksame Auffangen von im Kühlwasser vorhandenen Partikeln ermöglichen. Der Anmelder hat festgestellt, dass längliche Partikel im Kühlwasserfluss in einer Lage transportiert werden, die sich im wesentlichen quer zur Fließrichtung erstreckt. Folglich können solche Partikel durch den Filter mittels der Wellenform des ersten Abschnitts aufgefangen werden. Die Partikel, die aus irgendeinem Grund in einer Lage transportiert werden, die sich im wesentlichen parallel zur Fließrichtung erstreckt, werden vom Filter mittels der Wellenform des dritten Abschnitts aufgefangen. Die Wellenform der Bleche in Richtungen, die senkrecht zueinander stehen, gibt dem Filter auch eine hohe Stabilität, wodurch dieser selbsttragend wird und beispielsweise in ein Brennstäbe-Aggregat eingebaut werden kann, ohne dass ein Rahmen die Bleche umgibt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind diese Wellenformen kontinuierlich, das heißt, ohne irgendwelche scharfen Übergänge. Auf diese Weise wird die Stabilität weiter verbessert, und gleichzeitig wird die Herstellung der Bleche durch Press-Formung vereinfacht.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung haben diese Bleche auch im zweiten Abschnitt eine Wellenform in der Richtung quer zur Fließrichtung. Längliche Partikel, die aus irgendeinem Grund den dritten Abschnitt passieren, liegen quer zur Fließrichtung und werden demnach mittels der Wellenform des zweiten Abschnitts aufgehalten. Vorteilhafterweise werden die Bleche im ersten Abschnitt nebeneinander in der Weise angeordnet, dass im wesentlichen jedes Paar benachbarter Bleche an den Tälern beziehungsweise an den Scheiteln der Wellenform aneinander stößt, wobei jeder Durchgang zwischen zwei benachbarten Blechen eine Vielzahl von Einströmkanälen bildet, die nebeneinander angeordnet sind. Außerdem können diese Bleche im zweiten Abschnitt auch nebeneinander in der Weise angeordnet sein, dass im wesentlichen jedes Paar benachbarter Bleche an den Tälern beziehungsweise an den Scheiteln der Wellenform aneinander stößt, wobei jeder Durchgang zwischen zwei benachbarten Blechen eine Vielzahl von Ausflusskanälen bildet, die nebeneinander angeordnet sind.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind diese Bleche an mindestens einem Punkt in den Wellentälern beziehungsweise an den Scheiteln miteinander verbunden, vorzugsweise mittels einer Schweißnaht, beispielsweise in Form einer Punktschweißung. Eine weitere einfache Schweißmethode besteht darin, die Kanten der Bleche mit oder ohne Zuführung von zusätzlichem Schweißmaterial zu schweißen. Die Wärme kann beispielsweise von einem Lichtbogen (TIG = tungsten inert-gas welding:, Wolfram-Inertschweißen), Laserstrahl oder Elektronenstrahl geliefert werden. Die Bleche können auch mit zusätzlichem Material zusammengeschweißt oder hartgelötet werden. Durch eine derartige Verbindung der Bleche wird ein Paket von aneinander befestigten Blechen erhalten, das selbsttragend ist, das heißt, es sind keine weiteren Elemente notwendig, um das Paket aus Blechen zusammenzuhalten.
  • Entsprechend der Erfindung weist im wesentlichen jede Welle der Wellenform des zweiten Abschnitts eine maximale Amplitude auf, wobei die maximale Amplitude in Richtung auf den dritten Abschnitt hin kontinuierlich abnimmt, und wobei diese maximale Amplitude am Übergang zum dritten Abschnitt im wesentlichen null ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat jeder Einströmkanal im wesentlichen den gleichen Durchflussquerschnitt wie jeder Ausflusskanal. Die Mittel linie praktisch jedes Einströmkanals kann vorteilhafterweise im wesentlichen konzentrisch sein mit der Mittellinie eines jeweils entsprechenden Ausflusskanals.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet der dritte Abschnitt einen Zwischenkanal zwischen zwei benachbarten Blechen, der dazu dient, das Kühlwasser zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt durchzuleiten. Vorzugsweise sind die Bleche praktisch im gesamten dritten Abschnitt in einem Abstand voneinander angeordnet, das heißt, sie stoßen nicht aneinander. In dieser Verbindung können die Bleche im dritten Abschnitt zumindest einen Teilabschnitt haben, der sich im wesentlichen parallel zu der Richtung erstreckt, die quer zur Fließrichtung verläuft.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der dritte Abschnitt Vorsprünge, die in den Zwischenkanal hineinragen. Durch solche Vorsprünge können möglicherweise vorhandene Partikel, die durch den Einströmkanal in den Filter gelangt sind und mit ihrer Längsachse quer zur Fließrichtung transportiert werden, wirksam daran gehindert werden, durch den Filter hindurch zu fließen. Vorteilhafterweise sind diese Vorsprünge entlang einer Linie angeordnet, die sich im wesentlichen parallel zu der zur Fließrichtung quer laufenden Richtung erstreckt, wobei ein solcher Teilabschnitt auf jeder Seite der Vorsprünge angeordnet ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel verläuft die Mittellinie des Einströmkanals und des Ausflusskanals zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen des dritten Abschnitts. Auf diese Weise muss eine möglicherweise vorhandene Partikel von ihrer Bahn weiter abweichen, um durch den dritten Kanal hindurch gelangen zu können. Solche Vorsprünge, die mittels einer plastischen Verformung des Blechs gebildet sein und/oder eine aus dem Blech geschnittene Lasche aufweisen können, verhindern, dass längliche Partikel, die quer zur Fließrichtung liegen, durch den Zwischenkanal hindurch vordringen können.
  • Das Ziel wird auch erreicht durch ein Brennstäbe-Aggregat, wie es in Anspruch 19 offengelegt ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird nun genauer beschrieben anhand verschiedener Ausführungen, die beispielhaft angeführt werden, und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht eines der Erfindung entsprechenden Filters.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht eines der Erfindung entsprechenden Filters.
  • 3 zeigt eine andere Seitenansicht eines der Erfindung entsprechenden Filters.
  • 4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Brennstäbe-Aggregats für einen Siedewasserreaktor.
  • 5 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Brennstäbe-Aggregats für einen Druckwasserreaktor.
  • 6 zeigt eine Seitenansicht eines Bodenteils des Brennstäbe-Aggregats der 4.
  • 7 zeigt eine Draufsicht auf das Bodenteil der 6.
  • 8 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Bodenteils der 6 entlang der Linien A-A der 7.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
  • Die 1 bis 3 zeigen einen Filter 1 zum Abtrennen von Partikeln aus dem Kühlwasser einer Nuklearanlage. Der Filter 1 hat eine Einström-Seite 2 und eine Ausfluss-Seite 3. Das Kühlwasser kann also in einer Haupt-Fließrichtung x von der Einström-Seite 2 zur Ausfluss-Seite 3 hin durch den Filter 1 fließen.
  • Der Filter 1 umfasst eine Anzahl von Blechen 4, die sich im wesentlichen in der Fließrichtung x von der Einström-Seite 2 zur Ausfluss-Seite 3 hin erstrecken. Die Bleche 4 sind nebeneinander angeordnet und bilden ein Paket aus aneinander befestigten Blechen 4. Diese Bleche 4 sind vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl. Die Bleche 4 haben einen ersten Abschnitt 4', der sich von der Einström-Seite 2 in der Fließrichtung x erstreckt und die Form einer Welle in einer Richtung y aufweist, die quer zur Fließrichtung x verläuft. Die Bleche 4 haben einen zweiten Abschnitt 4'', der sich von der Ausfluss-Seite entgegen der Fließrichtung x erstreckt und der die Form einer Welle in einer Richtung y aufweist, die quer zur Fließrichtung x verläuft. Darüber hinaus haben die Bleche 4 einen dritten Abschnitt 4''', der sich in der Fließrichtung x zwischen dem ersten Abschnitt 4' und dem zweiten Abschnitt 4'' erstreckt. Der dritte Abschnitt 4''' hat die Form einer Welle in der Fließrichtung x, das heißt, die Wellen des dritten Abschnitts 4''' erstrecken sich quer zu den Wellen des ersten Abschnitts 4' und des zweiten Abschnitts 4''.
  • Die Bleche 4 sind nebeneinander angeordnet und bilden Durchlässe für das Kühlwasser durch den Filter 1 von der Einström-Seite 2 bis zur Ausfluss-Seite 3. Dank der Wellenform des ersten Abschnitts 4' können die Bleche 4 nebeneinander in der Weise angeordnet sein, dass im wesentlichen jedes Paar benachbarter Bleche in Stoßpunkten oder möglicherweise an Stoßlinien aneinander stößt, die sich entlang der Wellenscheitel in der Fließrichtung x erstrecken. Auf diese Weise bildet jeder Durchlass zwischen zwei benachbarten Blechen 4 eine Vielzahl von Kanälen, die nebeneinander zwischen benachbarten Stoßlinien angeordnet sind. Ein solcher Stoß wird auch erhalten durch Paare benachbarter Bleche 4 auf der Länge des zweiten Abschnitts 4''.
  • Die Bleche 4 sind durch eine oder mehrere Schweißstellen miteinander verbunden, die am Stoß angebracht werden. Auf diese Weise kann das Paket aus Blechen 4 in einer selbsttragenden Struktur zusammengehalten werden. Es ist ein Vorteil, dass die Bleche viele Befestigungspunkte haben. Die Partikel, die infolge von Verschleiß die Brennstäbe-Aggregate beschädigen könnten, können natürlich auch den Filter beschädigen. Aufgrund der vielen redundanten Befestigungspunkte sind die Struktur und die Baugruppe des Filters aber nicht gefährdet. Es ist jedoch möglich, das Paket auf andere Weise zusammenzuhalten als durch Schweißnähte. Zum Beispiel können verschiedene Typen von Klammerelementen rund um das Paket der Bleche angeordnet werden und diese entlang der Stoßlinien zusammendrücken.
  • Die Kanäle des ersten Abschnitts 4' bilden die Einströmkanäle 6 für das Kühlwasser, das durch den Filter 1 fließt. In gleicher Weise bilden die Kanäle des zweiten Abschnitts 4'' die Ausflusskanäle 7, die das Kühlwasser aus dem Filter 1 herausleiten. Wie in 3 ersichtlich ist, haben in der Fließrichtung x die Einströmkanäle 6 eine größere Länge als die Ausflusskanäle 7. Es ist jedoch zu erwähnen, dass die Einströmkanäle 6 auch gleich lang wie die Ausflusskanäle 7 oder sogar kürzer als die Ausflusskanäle 7 sein können. Wie vor allem in den 1 und 3 zu sehen ist, hat der Einströmkanal 6 bei jedem Kanal im Filter 1 eine Mittellinie, die im wesentlichen konzentrisch ist mit der Mittellinie des Ausflusskanals 7, das heißt, es gibt einen Ausflusskanal 7, der im wesentlichen direkt gegenüber einem Einströmkanal 6 liegt. In der Fließrichtung x gesehen sind die Einströmkanäle 6 und die Ausflusskanäle 7 in Richtung y breiter als in einer Richtung z, die zur Richtung y und der Fließrichtung x senkrecht verläuft und sich quer durch die Platten 4 im wesentlichen senkrecht zur Ebene x, y der Bleche 4 erstreckt. Die Breite jedes Einströmkanals 6 und jedes Ausflusskanals 7 in Richtung y kann in der Größenordnung von 8 bis 11 mm liegen, beispielsweise 10 mm, und die Breite jedes Einströmkanals 6 und jedes Ausflusskanals 7 in Richtung z kann in der Größenordnung von 3 bis 6 mm liegen, beispielsweise 5,5 mm. Die Gesamtbreite des Filters 1 in der Fließrichtung x kann in der Größenordnung von 20 bis 30 mm liegen, zum Beispiel 25 oder 28 mm, wobei der Einströmkanal 6 eine Länge in der Größenordnung von 6 bis 8 mm und der Ausflusskanal 7 eine Länge in der Größenordnung von 3 bis 8 mm aufweist. Unter dem Gesichtspunkt der Herstellung kann es ein Vorteil sein, wenn die Einström-Seite und die Ausfluss-Seite symmetrisch sind.
  • Jeder Kanal umfasst auch einen Zwischenkanal 8, der zwischen dem Einströmkanal 6 und dem Ausflusskanal 7 liegt und dazu dient, das Kühlwasser zwischen dem ersten Abschnitt 4' und dem zweiten Abschnitt 4'' durchzuleiten. Die Zwischenkanäle 8 werden vom dritten Abschnitt 4''' der Bleche 4 gebildet. Der dritte Abschnitt 4''' verbindet den ersten Abschnitt 4' und den zweiten Abschnitt 4''. Da der dritte Abschnitt 4''' jedes Blechs 4 ebenfalls einen wellenförmigen Bereich umfasst, der zu der Wellenform des ersten Abschnitts 4' und des zweiten Abschnitts 4'' senkrecht steht, erstreckt sich folglich der Zwischenkanal 8 in einer gekrümmten Bahn zwischen dem Einströmkanal 6 und dem Ausflusskanal 7. Die gekrümmte Bahn hat also einen Krümmungsverlauf in einer Ebene, die die Fließrichtung x und die Richtung z einschließt.
  • Der Zwischenkanal 8 hat keine Kanäle, die in der gleichen Weise voneinander getrennt sind wie die Einströmkanäle 6 und die Ausflusskanäle 7. Getrennte Zwischenkanäle werden teilweise von den Vorsprüngen 9 der Bleche 4 definiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 9 als plastisch verformte Buckel des Blechs 4 ausgebildet. Diese Buckel sind auf einer geraden Linie im gleichen Abstand voneinander angeordnet wie die Scheitel der Wellenform des ersten Abschnitts 4' und des zweiten Abschnitts 4''. Vorteilhafterweise sind die Vorsprünge 9 mit den Wellenscheiteln des ersten Abschnitts 4' und des zweiten Abschnitts 4'' synchronisiert, siehe 1, aber sie können auch um eine halbe Wellenlänge bezogen auf die Wellenscheitel des ersten Abschnitts 4' und des zweiten Abschnitts 4'' verschoben sein, siehe 2. Durch ein solches Design werden längliche Partikel, die in den Einströmkanal 6 gelangt sind, mit Sicherheit daran gehindert, den Zwischenkanal 8 zu passieren. Es ist darauf hinzuweisen, dass alle Bleche 4 mit Ausnahme des obersten, siehe 3, mit solchen Vorsprüngen 9 versehen sind. Die Vorsprünge 9 können in vielen verschiedenen Formen gestaltet sein, beispielsweise können sie von Laschen gebildet sein, die aus dem Blech 4 hochgestanzt sind.
  • Der dritte Abschnitt 4''' umfasst zwei Teilabschnitte 10, 11, die im wesentlichen parallel zur Richtung y und senkrecht zur Fließrichtung x laufen. Die Teilabschnitte 10 und 11 sind jeweils an einer Seite der Linie der Vorsprünge 9 angeordnet.
  • Der Filter 1 ist besonders, aber nicht ausschließlich, geeignet für den Einbau in einem Aggregat von Brennstäben in einer Nuklearanlage. Die 4 und 5 zeigen zwei verschiedene Typen von Brennstäbe-Aggregaten 15 beziehungsweise 16, die für den Einbau des Filters 1 geeignet sind. 4 zeigt ein Brennstäbe-Aggregat 15, das für einen Siedewasserreaktor, SWR, bestimmt ist, und ein Oberteil 20 und ein Unterteil 21 umfasst. Eine Anzahl von Brennstäben 22 ist zwischen dem Oberteil 20 und dem Unterteil 21 angeordnet. Die Brennstäbe sind an ihren unteren Enden mit dem Unterteil 21 verbunden und an ihrem oberen Ende mit dem Oberteil 20. Außerdem umfasst das Aggregat 15 Abstandsstücke 23, die über die Länge des Brennstabs 22 verteilt sind und dazu dienen, die Brennstäbe 22 in einer gewünschten Position zu halten. Darüber hinaus umfasst das Brennstäbe-Aggregat 15 ein Gehäuse 24, das sich zwischen dem Oberteil 20 und dem Unterteil 21 erstreckt und alle Brennstäbe 22 einschließt. Ein Filter 1 entsprechend der obigen Beschreibung ist im Unterteil 21 angeordnet. Der Filter 1 ist in 4 schematisch gezeigt. Das Brennstäbe-Aggregat ist so angeordnet, dass das Kühlwasser in das Brennstäbe-Aggregat durch das Unterteil 21 hindurch und in die Zwischenräume zwischen den Brennstäben 22 fließen kann.
  • Das Unterteil 21 ist in den 6 bis 8 genauer gezeigt. Aus den 7 und 8 geht hervor, dass das Brennstäbe-Aggregat vier Filter 1 umfasst, die jeweils in einer im wesentlichen quadratischen Öffnung 27 des Unterteils 21 untergebracht sind. Die Filter 1 sind parallel zueinander geschaltet, und alles Kühlwasser, das in das Unterteil 21 über eine Einström-Öffnung 28 fließt, fließt durch jeden der Filter 1. Zu bemerken ist, dass das Unterteil 21 auch eine andere Anzahl von Öffnungen 27 und Filter 1 umfassen könnte, zum Beispiel eine einzige größere Öffnung 27 mit nur einem einzigen Filter 1.
  • 5 zeigt ein Brennstäbe-Aggregat 16 für einen Druckwasserreaktor, DWR. Das Brennstäbe-Aggregat 16 umfasst ebenfalls ein Oberteil 30, ein Unterteil 31 und eine Anzahl von Brennstäben 32. Zusätzlich hat das Brennstäbe-Aggregat 16 eine Anzahl von Führungsrohren 33, die sich zwischen dem Unterteil 31 und dem Oberteil 30 erstrecken und diese verbinden. Die Brennstäbe 32 werden mittels Abstandsteilen 34 gehalten, die mit den Führungsrohren 33 verbunden sind. Auch in diesem Fall ist der Filter 1 im Unterteil 31 angeordnet, und in 5 schematisch dargestellt. Alles Kühlwasser, das in das Brennstäbe-Aggregat zwischen die Brennstäbe 32 fließt, fließt demnach durch den Filter 1. Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel, in einem horizontalen Querschnitt gesehen, umfasst das Brennstäbe-Aggregat 16 nur einen einzigen Filter, der den gesamten Bereich des Unterteils 31 bedeckt, aber auch in diesem Fall kann das Brennstäbe-Aggregat natürlich mehrere Filter 1 haben, zum Beispiel vier.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen der folgenden Ansprüche variiert und modifiziert werden.

Claims (20)

  1. Filter zum Abtrennen von Partikeln aus Kühlwasser in einer Nuklearanlage des Leichtwasser-Typs, – wobei der Filter (1) eine Einström-Seite (2) und eine Ausfluss-Seite (3) hat und so angeordnet ist, dass der Durchfluss des Kühlwassers in einer Haupt-Fließrichtung (x) von der Einström-Seite (2) zur Ausfluss-Seite (3) hin möglich ist, – wobei der Filter (1) eine Anzahl von Blechen (4) umfasst, die sich im wesentlichen in der Fließrichtung (x) von der Einström-Seite (2) zur Ausfluss-Seite (3) hin erstrecken, – wobei diese Bleche (4) nebeneinander angeordnet sind und von der Einström-Seite (2) bis zur Ausfluss-Seite (3) für das Kühlwasser Durchlässe durch den Filter (1) bilden, und – wobei diese Bleche einen ersten Abschnitt (4') haben, der auf der Einström-Seite (2) liegt, einen zweiten Abschnitt (4''), der auf der Ausfluss-Seite (3) liegt, und einen dritten Abschnitt (4'''), der zwischen dem ersten Abschnitt (4') und dem zweiten Abschnitt (4'') liegt, – wobei diese Bleche (4) im ersten Abschnitt (4') wellenförmig sind und in einer Richtung (y) quer zur Fließrichtung (x) verlaufen, und – wobei diese Bleche (4) im dritten Abschnitt (4''') wellenförmig sind und in Fließrichtung (x) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen jede Welle der Wellenformen des ersten Abschnitts (4') eine maximale Amplitude aufweist, wobei die maximale Amplitude kontinuierlich in Richtung (x) nach dem dritten Abschnitt (4''') hin abnimmt, und dass die maximale Amplitude am Übergang zum dritten Abschnitt 4''') im wesentlichen null ist.
  2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform kontinuierlich ist, das heißt, ohne irgendwelche scharfen Übergänge.
  3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche im zweiten Abschnitt wellenförmig in Richtung (y) quer zur Fließrichtung (x) verlaufen.
  4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche im ersten Abschnitt nebeneinander in der Weise angeordnet sind, dass im wesentlichen jedes Paar benachbarter Bleche (4) an den Tälern beziehungsweise an den Höhen der Wellenform aneinander stößt, wobei jeder Durchgang zwischen zwei benachbarten Blechen eine Vielzahl von Einströmkanälen (6) bildet, die nebeneinander angeordnet sind.
  5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (4) im zweiten Abschnitt (4'') nebeneinander in der Weise angeordnet sind, dass im wesentlichen jedes Paar benachbarter Bleche (4) an den Tälern beziehungsweise an den Höhen der Wellenform aneinander stößt, wobei jeder Durchgang zwischen zwei benachbarten Blechen eine Vielzahl von Ausflusskanälen (7) bildet, die nebeneinander angeordnet sind.
  6. Filter nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche an mindestens einem Punkt in den Wellentälern beziehungsweise an den Höhen miteinander verbunden sind.
  7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche durch eine Schweißnaht da miteinander verbunden sind, wo die Bleche (4) aneinander stoßen.
  8. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche durch Punktschweißen da miteinander verbunden sind, wo die Bleche (4) aneinander stoßen.
  9. Filter nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen jede Welle der Wellenform des zweiten Abschnitts (4'') eine maximale Amplitude aufweist, wobei die maximale Amplitude in Richtung (x) auf den dritten Abschnitt (4''') hin kontinuierlich abnimmt.
  10. Filter nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einströmkanal (6) im wesentlichen den gleichen Durchflussquerschnitt hat wie jeder Ausflusskanal (7).
  11. Filter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie praktisch jedes Einströmkanals (6) im wesentlichen konzentrisch ist mit der Mittellinie eines jeweils entsprechenden Ausflusskanals (7).
  12. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Abschnitt einen Zwischenkanal (8) zwischen zwei benachbarten Blechen bildet.
  13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche im dritten Abschnitt (4''') mindestens einen Teilabschnitt (10, 11) haben, der sich im wesentlichen parallel zur Richtung (y) erstreckt, die quer zur Fließrichtung (x) verläuft.
  14. Filter nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Abschnitt (4''') Vorsprünge (9) umfasst, die in den Zwischenkanal (8) hineinragen.
  15. Filter nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorsprünge (9) entlang einer Linie angeordnet sind, die sich im wesentlichen parallel zu der zur Fließrichtung (x) quer laufenden Richtung erstreckt, wobei ein solcher Teilabschnit (10, 11) auf jeder Seite der Vorsprünge (9) angeordnet ist.
  16. Filter nach Anspruch 11 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie des Einströmkanals (6) und des Ausflusskanals (7) zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen (9) des dritten Abschnitts (4''') verläuft.
  17. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (9) durch plastische Verformung des Blechs gebildet sind.
  18. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (9) eine Lasche aufweisen, die aus dem Blech geschnitten ist.
  19. Brennstoffstruktur für eine Nuklearanlage des Leichtwasser-Typs, – wobei die Brennstoffstruktur (15, 16) ein Unterteil (21, 31), ein Oberteil (20, 30) und eine Vielzahl von Brennstoffstäben (22, 32) umfasst, die nebeneinander und mit einem Zwischenraum zwischen ihnen zwischen dem Unterteil und dem Oberteil der Brennstoffstruktur angeordnet sind, – wobei das Unterteil (21, 31) einen Filter (1) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Abtrennung von Partikeln aus dem in der Brennstoffstruktur umlaufenden Kühlwasser umfasst.
  20. Brennstoffstruktur nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (1) und das Unterteil (21, 31) so angeordnet sind, dass das Kühlwasser in den Zwischenraum geleitet wird.
DE60219596T 2001-01-22 2002-01-21 Filter zum Abtrennen von Partikeln aus Kühlwasser in einer Nuklearanlage Expired - Lifetime DE60219596T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100169A SE521610C2 (sv) 2001-01-22 2001-01-22 Filter och bränslepatron för en nukleär anläggning av lättvattentyp
SE0100169 2001-01-22
PCT/SE2002/000095 WO2002058075A1 (en) 2001-01-22 2002-01-21 Filter for cooling water in a light water cooled nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60219596D1 DE60219596D1 (de) 2007-05-31
DE60219596T2 true DE60219596T2 (de) 2007-12-27

Family

ID=20282684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60219596T Expired - Lifetime DE60219596T2 (de) 2001-01-22 2002-01-21 Filter zum Abtrennen von Partikeln aus Kühlwasser in einer Nuklearanlage

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7149272B2 (de)
EP (1) EP1356474B1 (de)
JP (1) JP4064238B2 (de)
AT (1) ATE360253T1 (de)
AU (1) AU2002225568A1 (de)
DE (1) DE60219596T2 (de)
ES (1) ES2284847T3 (de)
SE (1) SE521610C2 (de)
WO (1) WO2002058075A1 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8317035B2 (en) * 2004-12-30 2012-11-27 Global Nuclear Fuel-Americas, Llc. Debris filter
US20070084782A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-19 Enercon Services, Inc. Filter medium for strainers used in nuclear reactor emergency core cooling systems
DE102006038748B3 (de) * 2006-07-22 2008-02-28 Areva Np Gmbh Einrichtung zum Entfernen von Feststoffpartikeln aus dem im Primärkreis eines Kernreaktors umgewälzten Kühlmedium
SE530299C2 (sv) * 2006-09-12 2008-04-22 Westinghouse Electric Sweden Anordning och förfarande för hantering av en bränslepatron
EP2204819B1 (de) * 2008-12-31 2014-06-04 Areva Np Ablagerungsfilter zur Verwendung in einer Kernbrennstoffanordnung
US8611488B2 (en) 2011-02-14 2013-12-17 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Debris exclusion and retention device for a fuel assembly
EP2525362A1 (de) 2011-05-20 2012-11-21 Areva NP Ablagerungsfilter für eine Kernreaktorinstallation und Kernbrennstoffbündel mit solch einem Ablagerungsfilter
WO2013053128A1 (zh) * 2011-10-14 2013-04-18 中科华核电技术研究院有限公司 一种下管座过滤装置及使用该装置的防异物下管座
CN104081466B (zh) 2011-12-12 2017-12-15 控制工程学公司 微粒去除系统
USD738946S1 (en) * 2013-04-30 2015-09-15 American Ceramic Technology Nuclear reactor boiler divider plate shield
USD732589S1 (en) * 2013-04-30 2015-06-23 American Ceramic Technology Nuclear reactor boiler divider plate shield
USD733202S1 (en) * 2013-04-30 2015-06-30 American Ceramic Technology Nuclear reactor tube shield
CN103337262B (zh) * 2013-06-18 2016-06-22 中国核动力研究设计院 一种具有过滤异物功能的下管座
US10418135B2 (en) * 2013-12-20 2019-09-17 China Nuclear Power Technology Research Institute Co., Ltd Bottom nozzle and light-water reactor fuel assembly
US9847144B1 (en) * 2014-04-03 2017-12-19 Westinghouse Electric Company Llc Low pressure drop nuclear fuel assembly bottom nozzle
JP2019529892A (ja) * 2016-09-06 2019-10-17 ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー 燃料集合体
WO2018170428A1 (en) 2017-03-17 2018-09-20 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear fuel assembly debris filtering bottom nozzle
CN107240424B (zh) * 2017-05-22 2019-11-15 岭东核电有限公司 一种燃料组件
US10923237B2 (en) * 2017-08-28 2021-02-16 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Debris filters for nuclear fuel assembly and method of using the same
USD896943S1 (en) * 2017-12-18 2020-09-22 3M Innovative Properties Company Three dimensional filter frame
US11437154B2 (en) * 2017-12-28 2022-09-06 Joint-Stock Company “Tvel” Nuclear fuel assembly having a filter for retention of foreign objects in the coolant
EP3709310B1 (de) 2019-03-12 2021-09-22 Westinghouse Electric Sweden AB Filter und ein brennelement für ein kernkraftwerk
RU2765636C1 (ru) * 2021-06-21 2022-02-01 Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE465644C (de) 1918-11-16 1928-09-22 Max Bicheroux Vorrichtung zum Walzen von Glastafeln
SE465192B (sv) 1989-12-15 1991-08-05 Asea Atom Ab Braenslepatron foer en kaernreaktor av laettvattentyp
SE465644B (sv) * 1990-02-23 1991-10-07 Asea Atom Ab Braensleelement foer en kaernreaktor av laettvattentyp
US5030412A (en) * 1990-05-04 1991-07-09 Advanced Nuclear Fuels Corporation Fuel assembly debris screen
FR2669459B1 (fr) * 1990-11-20 1994-02-04 Framatome Embout inferieur filtrant pour un assemblage combustible d'un reacteur nucleaire refroidi par de l'eau legere.
US5483564A (en) * 1993-04-12 1996-01-09 General Electric Company Lower tie plate strainers including double corrugated strainers for boiling water reactors
US5390220A (en) * 1993-11-29 1995-02-14 General Electric Company Lower tie plate strainers including helical spring strainers for boiling water reactors
US5361287A (en) * 1994-03-29 1994-11-01 B&W Fuel Company Nuclear fuel assembly lower end fitting
US5479461A (en) * 1994-06-30 1995-12-26 Siemens Power Corporation Attachable debris filter for BWR nuclear fuel assemblies
US5481577A (en) * 1994-06-30 1996-01-02 Siemens Power Corporation Boiling water reactor fuel assembly filter
DE29615575U1 (de) * 1996-09-06 1997-01-16 Siemens AG, 80333 München Brennelement mit Trümmerfilter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002058075A1 (en) 2002-07-25
US7149272B2 (en) 2006-12-12
ES2284847T3 (es) 2007-11-16
WO2002058075A8 (en) 2004-05-27
ATE360253T1 (de) 2007-05-15
EP1356474A1 (de) 2003-10-29
SE521610C2 (sv) 2003-11-18
DE60219596D1 (de) 2007-05-31
JP4064238B2 (ja) 2008-03-19
SE0100169L (sv) 2002-07-23
EP1356474B1 (de) 2007-04-18
US20040076253A1 (en) 2004-04-22
AU2002225568A1 (en) 2002-07-30
SE0100169D0 (sv) 2001-01-22
JP2004522951A (ja) 2004-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60219596T2 (de) Filter zum Abtrennen von Partikeln aus Kühlwasser in einer Nuklearanlage
DE69107888T2 (de) Kernbrennstabbündeltrümmerfilter.
DE2602487C2 (de) Gitterrost eines Kernreaktorbrennstoffbündels
DE69011925T2 (de) Filterplatte im Fussstück eines Kernreaktorbrennstabbündels.
DE69012037T2 (de) Kernbrennstabbündel mit Trümmerfänger.
DE69011486T2 (de) Kernbrennstoffbündel für einen Leichtwasserreaktor.
DE2517479A1 (de) Vorrichtung zur entfernung von moeglicherweise schaedlichen fertigungsrueckstaenden o.dgl., wie beispielsweise metallspaene, waehrend der dem betrieb vorausgehenden pruefung aus einem kernreaktor
DE102006005362A1 (de) Abgaswärmetauscher in einer Abgasrückführungsanordnung
DE2727032A1 (de) Haltevorrichtung fuer eine schicht von rohren im inneren eines behaelters
DE2057294C3 (de) Kernbrennstoßbaugruppe für Kernreaktoren
DE69113103T2 (de) Trümmerfestes Kernbrennstabbündelfussstück.
DE69007338T2 (de) Kernreaktorbrennstabbündel mit einer Vorrichtung zum Auffangen von Teilchen, die sich im Reaktorkühlwasser befinden.
DE2846549A1 (de) Waermeaustauscher mit rohrschlangen, die zwischen zwei tragwaenden angeordnet sind
EP0137119B1 (de) Dampferzeuger
EP3824240B1 (de) Wärmetauscher
EP0844454A1 (de) Gegenstromwärmetauscher
DE29615575U1 (de) Brennelement mit Trümmerfilter
DE3834941A1 (de) Waermeaustauscher
EP0573899B1 (de) Brennelement eines Kernreaktors mit einer Gitterstruktur zur Drallerzeugung
WO2004079748A2 (de) Abstandhalter
EP0512137B1 (de) Kernreaktorbrennelement
DE69008200T2 (de) Zwischenmischgitter.
EP0268791B1 (de) Wärmetauscher
EP0415877B1 (de) Befeuerter Dampferzeuger
DE69931395T2 (de) Abstandsgitter zum einsatz in einem kernreaktorbrennstabbündel

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition