FI68475B - Braenslepatron - Google Patents

Description

68475

Polttoainepatruuna

Esillä olevan keksinnön kohteena on polttoainepatruuna, joka on tarkoitettu kiehutusreaktoriin ja joka sisältää poikkileikkaukseltaan pääasiassa neliömäiseksi muodostetun peiteputken, joka ympäröi useita pystysuuntaisia polttoainesauvoja, jotka on asetettu paikalleen peiteputken sisällä useiden erottimien avulla peiteputken alapään ollessa yhdistetty mekaanisesti ja hydraulisesti ylimenokappaleeseen, joka on varustettu veden tuloaukolla. Polttoainesauvojen alapäät lepäävät ristikko laitteella, jota ylimenokappale kannattaa.

Tämän kaltainen polttoainepatruuna on selitetty DE-kuu-lutusjulkaisussa 1 816 561. Siinä samoin kuin muissa tunnetuissa polttoainepatruunoissa pyrkii esiintymään peiteputken seinämien ryömintädeformaatiota. Tämä ilmiö aiheutuu mm. siitä, että peiteputkeen vaikuttavat nopeat neutronit yhdessä sisäpuolisen ylipaineen kanssa, mistä seuraa, että seinämät puristuvat ulospäin ja tulevat ulkopinnoiltaan kuperiksi. Ryömintädeformaatio voi siten aiheuttaa jossain kohdassa ohjaussauvarakojen ra-koleveyden pienentymistä, jolloin ohjaussauvojen liiku-teltavuus voi vaaraantua.

Edellä mainittua peiteputken seinämien ulospainumista voidaan vastustaa varustamalla peiteputki keskelle sijoitettavalla tukilaitteella, jolla on oleellisesti ristinmuo-toinen poikkileikkaus suurimmalla osalla polttoainesauvojen pystysuorasta pituudesta ja joka on muotoiltu siten, että peiteputki jakautuu neljään pystysuoraan osa-putkeen, jolloin kukin osaputki sulkee sisäänsä osani-pun, joka sisältää 1/4 polttoainepatruunan polttoaine-sauvojen kokonaislukumäärästä. Tällainen nelijako on esitetty US-patenttijulkaisussa 3 164 530, missä 2 68475 tukilaite muodostuu neljästä reititetystä jakolevystä. Rei'ityksestä huolimatta ei voida välttää sitä, että nämä jakolevyt lisäävät neutroniabsorptiota ja siten huonontavat polttoainetaloutta.

Keksinnön mukaisessa polttoainepatruunassa on tarkoituksena jäykistää peiteputken seinämiä tukilaitteella, jolla on tunnetun tukilaitteen edut mekaanisessa suhteessa ja jolla lisäksi on suotuisa vaikutus neutronivuohon siten, että polttoainetalous paranee huomattavasti verrattuna vastaaviin polttoainepanoksiin, joissa ei ole tukilaitetta. Tämä saavutetaan siten, että tukilaitetta käytetään välineenä aikaansaamaan reaktoriytimessä suhteellisen tasaisesti jakautunut hidastinvaikutus vaakasuunnassa ja siten tasaisempi neutronivuon jakautuma, mistä seuraa, että polttoainepatruunan reaktiivisuus, keskirikastuksen ollessa muuttumaton, oleellisesti kasvaa ja että polttoainepatruunan polttoainesauvojen väliset erot kuormituksen ja palamisen suhteen oleellisesti pienenevät.

Tukielimen hidastinvaikutus aikaansaadaan varustamalla se ainakin yhdellä läpikulkevalla pystysuuntaisella vesikanavalla, joka kulkee pitkin suurinta osaa poltto-ainesauvojen pituudesta ja jonka alapäässä on tuloaukko läpivirtaavaa vettä varten. Kun tukilaitteen pystysuorissa kanavissa virtaava vesi on jäähtynyttä eikä tule kosketukseen polttoainesauvojen kanssa, sen kuplapitoi-suus tulee nollaksi tai äärimmäisen pieneksi ja sen hi-dastusvaikutus maksimaaliseksi.

Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät jäljempänä olevista patenttivaatimuksista.

Keksintöä selitetään seuraavassa oheistettuihin kaavioi- 3 68475 lisiin piirustuksiin liittyen, joissa kuviot 1, 3, 4, 13, 14 ja 16 esittävät vaakaleikkausta keksinnön ensimmäisen, toisen, kolmannen, neljännen, viidennen ja kuudennen toteutusmudon mukaisesta poltto-ainepatruunasta, kuvio 3a esittää osittaista pystyleikkausta kuviossa 3 esitetyn polttoainepatruunan keskviivan kautta kohtisuoraan kahta peiteputken sivua vastaan, kuvio 2 esittää toisaalta osittaiskuvantoa ja toisaalta osittaisleikkausta pitkin kuvion 3 viivaa II-II ja kuvio 5 esittää leikkausta pitkin kuvion 4 viivaa V-V, kuvio 6 esittää vaihtoehtoisen yksityiskohtatoteutuk-sen vastaavaa leikkausta, kuvio 14 esittää leikkausta pitkin kuvion 15 viivaa XIV-XIV ja kuvio 15 esittää leikkausta pitkin kuvion 14 viivaa XV-XV, kuviot 17, 18 ja 19 esittävät kolmea yksLtyis kohtavaihto-ehtoa kuviossa 16 esitetylle toteutusmuodolle ja kuviot 201, 202 ja 203 havainnollistavat lisäksi kuvioissa 17, 18 ja 19 esitettyjä vaihtoehtoja katsottuna kuvion 16 suunnasta XX-XX. Kuvion 19 vasen puoli esittää vaakaleikkausta pitkin kuvion 203 viivaa L-L oikean puolen esittäessä vaakaleikkausta pitkin saman kuvion viivaa R-R.

Erottimien sijoittelu esitetyissä polttoainepatruunoissa on esitetty kaaviollisesti kuvioiden 7, 8, 9, 10, 11, 12 avulla, jolloin kuviot 7, 9 ja 11 ovat vaakaleikkauksia pitkin kuvion 8 viivaa VII-VII, pitkin kuvion 10 viivaa IX-IX ja pitkin kuvion 12 viivaa XI-XI, kuvio 8 esittää osittaista pystyileikkausta pitkin kuvion 7 viivaa VIII-VIII, 4 68475 kuvio 10 osittaista pystyileikkausta pitkin kuvion 9 viivaa X-X ja kuvio 12 osittaista pystyleikkausta pitkin kuvion 11 viivaa XII-XII.

Kuviossa 1 viitenumero 1 osoittaa zirkaloylevystä tehtyä peiteputkea, joka ympäröi 64 polttoainesauvaa 2. Peiteputken seinämät on varustettu kukin koko putken korkeuden yli ulottuvalla jäykistävällä harjanteella 3, joka muodostuu sisääntaivutetusta levyosasta, tai vaihtoehtoisesti harjanteella, joka on muodostettu pitkin suurinta osaa peiteputken pystysuuntaista ulottuvuutta kulkevaksi zirkaloylistaksi 3'. Lista 3’ voi joko olla hitsattu sisäpuolelta viereiseen levyseinämään tai neljä tällaista listaa voi olla hitsattu yhteen neljän kulmanmuotoisen levyelementin kanssa siten, että muodostuu oleellisesti neliömäinen peiteputki. Seinämän osa, jonka sisäpuolelle lista 3' on hitsattu, tai vaihtoehtoisesti itse lista järjestetään jonkin verran ulkonevaksi, jolloin saadaan sopiva liukupinta ohjaussauvoille. Peiteputki on varustettu suurimmalla osalla pituudestaan tukilaitteella 4, joka on tehty zirkaloysta ja poikkileikkaukseltaan ristimäiseksi. Tukilaitteessa on keskellä vesiputki 5, jossa on neljä hitsattua onttoa siivekettä 6, jotka kukin on kiinnitetty omaan harjanteeseensa 3 tai 3'. Jokainen siiveke 6 on koottu kahdesta yhdensuuntaisesta pystysuuntaisesta levyseinä-mästä 7 ja näiden suhteen kohtisuorasta ja välimatkan päähän harjanteesta 3 tai 3' sijoitetusta seinämästä 8. Jokainen seinämä 8 on kiinnitetty päittäin vastaavaan harjanteeseen 3 tai 3' useilla niiteillä 9, jotka kulkevat kukin oman välikakappaleensa 10 läpi, jolloin jokaisen seinämän 8 ja vastaavan harjanteen väliin muodostuu useita vaakasuoria kanavia 11. Nämä muodostavat painetta tasaavia hydraulisia yhteyksiä neljän osaput- 5 68475 ken välille, joita tukilaite 4 rajoittaa. Tukisiivek-keiden 6 alapäät on varustettu päätyseinillä, joihin on sijoitettu veden tuloaukkoja 12, jolloin vesi virtaa tukilaitteen 4 ontelon 6' läpi pystysuunnassa, minkä ansiosta saadaan edullinen hidastinvaikutus. Tulo-aukot 12 ovat yhteydessä polttoainepatruunan ylimenokap-paleeseen polttoainesauvoja 2 kannattavaan pohjaristik-koon muodostettujen vastaavien aukkojen välityksellä tai ristimäisen elimen välityksellä, joka on rakenteeltaan samankaltainen kuin myöhemmin selitettävä elin 90. Ylimenokappale voi olla muotoiltu kuviossa 3a esitetyllä tavalla.

Vaihtoehtoisesti jokainen tukisiiveke voidaan seinämistä 7 ja 8 kootun levykotelon sijasta toteuttaa yhtenä ainoana suhteellisen paksuna levyelementtinä, joka tällöin edullisimmin varustetaan useilla esim. jyrsimällä muodostetuilla vesikanavilla.

Jokainen erotin ympäröi vain vastaavassa peiteputken 1 neljänneksessä olevia polttoainesauvoja ja on osaputken sisällä, jota rajoittavat kaksi tukisiivekettä yhdessä kohtisuoraan toisiaan vastaan olevien peiteputkien osien kanssa. Kussakin neljänneksessä useat tällaiset erottimet ympäröivät kukin omalla korkeudellaan 16 polttoainesauvaa. Jokainen tällainen polttoainesauva-ryhmä voidaan tällöin erikseen asettaa sisään tai poistaa.

Kuvioissa 2, 3 ja 3a esitetyssä keksinnön mukaisen polttoainepatruunan toteutusmuodossa jokaiseen peiteputken 20 seinämistä on muodostettu yksi ainoa suhteellisen pitkä pystysuuntainen jäykistelista 21. Vaihtoehtoisesti jokaiseen seinämään voidaan tämän sijasta muodostaa sisääntaivutettu levyn osa, joka on muodoltaan saman- 6 68475 lainen kuin harjanne 3 kuviossa 1, tai useita pystysuuntaisia peräkkäin sijoitettuja jäykistelistoja. Poltto-ainepatruunan polttoainesauvat on merkitty viitenumerolla 22. Polttoainepatruunassa on keskellä oleva suhteellisen paksu vesiputki 23, joka yhdessä 12 ohuemman vesiputken 24 kanssa on järjestetty ristimäiseksi kuvioksi. Vesiputket 23 ja 24 on kytketty toisiinsa eri taso-alueilla neljän aallotetun, oleellisesti kulmanmuotoi-sen zirkaloynauhan 25 avulla, jotka on hitsattu toisiinsa ja edullisimmin myös vesiputkiin 23 ja 24. Vesi-putket muodostavat siten yhdessä niihin kiinnitettyjen nauhojen 25 kanssa jäykiste-elimen, joka on poikkileikkaukseltaan oleellisesti ristimäinen. Tukisiivekkeet on järjestetty nauhojen muodostamien ankkuriristien välityksellä jäykkään mekaaniseen kytkentään omien jäy-kistelistojensa 21 kanssa useiden tukivarsien päihin hitsattujen kappaleiden 27 avulla, jotka jokainen on asetettu asetettu jäykistelistassa 21 olevaan vastaavaan reikään ja kiinnitetty listaan hitsausliitoksella 28. Polttoainesauvat 22 on asetettu paikalleen peiteputken 20 jokaisessa neljänneksessä useiden eri tasoille sijoitettujen erottimien 29 avulla, jolloin jokainen erotin ympäröi vain vastaavaan neljännekseen sijoitettuja polttoainesauvoja. Polttoainesauvat muodostavat jokaisessa neljänneksessä vastaavan ryhmän ja jokainen ryhmä voidaan erillisenä asettaa paikalleen ja poistaa.

Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää sellaisia erottimia, joista jokainen ympäröi kaikkia peiteputken 20 sisältämiä polttoainesauvoja sekä tukielimeen sisältyviä vesi-putkia .

Polttoainesauvat 22 lepäävät pohjaristikolla 22', jota kannattaa ylimenokappale 20', joka on yhdistetty mekaanisesti ja hydraulisesti peiteputkeen 20. Ylimenokappale 7 68475 20', jonka alapää on varustettu tuloaukolla polttoaine-patruunan läpi virtaavaa vettä varten, kannattaa myös ristimäistä vedenjakoelintä 90 putkien 23 ja 24 läpi virtaavaa vettä varten. Vedenjakoelimessä 90 on neljä onttoa, säteettäisesti suunnattua haaraa 90', jotka muodostavat keskenään 90° kulman. Haarat lähtevät jakoeli-men keskiosasta, joka kannattaa keskellä olevaa vesiputkea 23, joka samoin kuin putket 24 on yhdistetty hydraulisesti onttoon vedenjakoelimeen 90. Neljä haaraa 90' kannattavat kukin omaa kolmen vesiputken 24 ryhmäänsä. Vedenjakoelimessä 90 on ristimäinen pohja 91, joka on varustettu neljällä tuloaukolla 92. Haarat 90' on varustettu useilla yhdysputkilla 93, joiden tarkoituksena on muodostaa hydraulisia yhteyksiä jakoelimen 90 ja poltto-ainepatruunan ulkopuolella olevien vesitilojen välille.

Keksinnön toisissa toteutusmuodoissa polttoainepatruu-noiden ylimenokappaleet vastaavat rakenteeltaan esitettyä siirtymäkappaletta 20'. Tietyissä tapauksissa, erityisesti silloin, kun tukielimen pystysuuntaiset kanavat ovat hydraulisessa yhteydessä polttoainepatruunan ulkopuolelle peiteputken seinämissä olevien useiden aukkojen välityksellä, käytetään vaihtoehtoista rakennetta, josta yhdysputket 93 ja pohja 91 on jätetty pois.

Kuvioissa 4 ja 5 esitetyssä toteutusmuodossa polttoaine-patruunan polttoainesauvoja 31 ympäröi peiteputki 30, jonka jokainen seinämä on varustettu jäykistävällä harjanteella, jonka muodostaa hitsaamalla kiinnitetty jäykistelista 32. Listan 32 voi vaihtoehtoisesti korvata sisääntaivutettu seinämän osa. Samalla tavoin kuin kuviossa 3 suhteellisen suuri vesiputki 34 on järjestetty yhdessä 12 pienemmän vesiputken 35 kanssa ristimäiseksi kuvioksi. Vierekkäisten vesiputkien välille on järjestetty useissa erillisissä korkeustasoalueissa mekaanisia 8 68475 yhdyselimiä 36, jolloin putket muodostavat yhdessä yhdyselinten 36 kanssa jäykistävän järjestelyn 37, jolla on oleellisesti ristimäinen poikkileikkaus. Tällaisten korkeustasoalueiden keskinäinen etäisyys on vähintään yhtä suuri kuin yhdyselinten 36 pystysuuntainen ulottuvuus, mistä seuraa, että peiteputken vierekkäisten neljännesten välille saadaan hyvä hydraulinen yhteys ja siten tehokas paineentasoittuminen. Jokainen yhdyselin 36 on sovitettu muodostamaan terävä kulma sen siivekkeen, johon se sisältyy, kautta kulkevan pystytason kanssa, mistä seuraa, että reaktorin jäähdytysaine saa yhdyselimen ohittaessaan vaakasuoran nopeuskomponentin. Kuten kuviosta 5 ilmenee vinoonasetus on tehty esitetyssä polttoainepatruunassa eri suuntiin samaan tukihaaraan sisältyvissä yhdyselementeissä. Parhaiten voidaan samassa haarassa välittömästi peräkkäin olevat elementit järjestää taivutussuunniltaan elementistä toiseen vaih-televiksi kuten kuviosta 5 ilmenee. Vaakasuorista nopeus-komponenteista seuraa, että jäähdytysvesivirtaus, joka peiteputken alapäässä on paikallistunut tiettyyn poltto-ainesauvaan, voi jakautua ylempänä useisiin polttoaine-sauvoihin, jolloin saadaan tasaisempi lämpötilan jakautuminen .

Sen sijaan että yhdyselementit 36 hitsattaisiin suoraan vesiputkiin, on edullista varustaa putket holkeilla 39 ja hitsata yhdyselementit holkkeihin kuten kuviossa 6 on esitetty.

Peiteputken neljännekset sisältävät kukin oman 16 polt-toainesauvan ryhmänsä. Näitä ympäröivät useat pystysuunnassa peräkkäin sijoitetut erottimet 38, jolloin jokaisessa erottimessa on vain 16 erotinkennoa.

Kuviossa 13 esitetyssä polttoainepatruunassa peiteputken 41 seinämiin on muodostettu voimakkaasti sisääntaivutet-tu keskiosa, jolloin muodostuu neljä onttoa tukisiive- 68475 9 kettä 43. Kukin näistä on kiinnitetty keskellä olevaan vesiputkeen 44 useilla pystysuunnassa välimatkan päähän toisistaan sijoitetuilla päittäin kiinnitetyillä yhdyselimillä 45 tai vaihtoehtoisesti useiden joustavien yhdyselinten 45' avulla. Tukisiivekkeiden ontelot rajoittavat pystysuuntaiset sisäiset vesikanavat 43*, joihin tuodaan suhteellisen kylmää vettä polttoainepatruunan pohjaristikossa olevien useiden aukkojen 46 läpi. Kanavat 43 voidaan toteuttaa ilman suoraa hydraulista yhteyttä vesitiloihin, joita muodostuu tavanomaisesti reaktori-ytimeen sijoitettujen vierekkäisten polttoainepatruunoi-den välille, sulkemalla jokainen kanava 43' ohjaussauva-raon suunnassa paikalleen hitsatulla kanavan seinämällä 42, jossa ei ole läpimeneviä reikiä. Vaihtoehtona voidaan käyttää rei'itettyä kanavan seinämää 42". Kanavan seinämän 42 tai 42" paksuus valitaan lähtien vaatimuksista, joita asetetaan reaktorin turvallisuudelle maanjäristyksissä. Jos vaatimukset ovat suhteellisen pieniä, kanavan seinämät 42 ja 42" voidaan jättää kokonaan pois tai jonkin vaihtoehdoista 42 ja 42" mukaisten seinämien tilalla voidaan käyttää useita pystysuunnassa huomattavien keskinäisten välimatkojen päähän peräkkäin sijoitettuja esim. kaarevia yhdyselementtejä 42'. Tällä voidaan välttää polttoainepatruunan tarpeettoman suuri jäykkyys ja saada pienempi kitkavoima polttoainepatruunan ja ohjaussauvan välisissä kosketuspinnoissa.

Kuvion 13 mukainen rakenne merkitsee sitä, että maanjä-ristysturvallisuutta koskevien vaatimusten suhteen erittäin paljon toisistaan eroavien reaktoreiden peiteput-kia voidaan valmistaa oleellisesti samalla menetelmällä, samoilla työkaluilla ja samasta materiaalista. Sovitus määrättyihin reaktorin vaatimuksiin tapahtuu mitoittamalla sopivasti kanavan seinämät 42 tai 42" tai yh-dyselementit 42', jos seinämät on korvattu näillä.

10 68475

Kuvioissa 14 ja 15 viitenumero 51 tarkoittaa peiteput-kea, joka sisältää 64 pystysuuntaista polttoaine-elementtiä 52, jotka on asetettu paikalleen useiden ei-esitet-tyjen, kuviossa 4 esitetyn tyyppisten erottimien avulla. Peiteputki sisältää myös 12 vesiputkea 54, joilla on suhteellisen pieni poikkileikkaus ja yhden keskellä olevan vesiputken 53, jolla on suhteellisen suuri poikkileikkaus. Alatasolla kuusi vesiputkea 54 on varustettu litistetyllä osalla 58 ja keskellä oleva vesiputki 53 litistetyllä osalla 59. Ylätasolla on vastaavat litistetyt osat 58' ja 59'.

Mainitulla alatasolla litistetyt putken osat 58 ja 59 on puristettu kahden oleellisesti suoran vaakasuuntaisen kiskon 55 väliin ja mainitulla ylätasolla on kaksi kiskoa 55' järjestetty vastaavalla tavalla. Kiskot 55 muodostavat ylhäältä katsottuna 90° kulman kiskojen 55' kanssa. Jokainen neljästä pystysuuntaisesta kiskosta 57 kuuluu omaan peiteputken seinämäänsä jokaisen vaakasuuntaisista kiskoista 55 ollessa kiinnitetty kahteen vastakkaiseen kiskoon 57 ruuvien 60 avulla. Useita vaakasuuntaisia kiskoja 55 on kiinnitetty jokaiseen kiskoista 57. Kuvioissa 14 ja 15 esitetyllä järjestelyllä saadaan suurempi minimietäisyys vesiputkien yhdyselimen ja lähimpien polttoainesauvojen välillä kuin kuvioissa 3 ja 4 esitetyissä rakenteissa, mikä on edullista.

Kaikissa toteutusmuodoissa jäykistelaitteiden pystysuuntaisten veden virtausteiden yhteenlaskettu keskimääräinen poikkileikkaus muodostaa hallitsevan osan jäykiste-laitteen keskimääräisestä kokonaispoikkileikkauksesta.

Kuviossa 16 viitenumero 70 tarkoittaa peiteputkea, jolla on oleellisesti neliömäinen poikkileikkaus. Peiteputki ympäröi neljää polttoainesauvojen 74 ryhmää ja se on 11 68475 onton poikkileikkaukseltaan ristimäiseksi muodostetun jäykistelaitteen avulla jaettu neljään osaputkeen 72. Jäykistelaitteessa on neljä siivekettä 73, joiden pystysuuntainen ulottuvuus vastaa polttoainesauvan 74 pituutta. Siivekkeet 73 sisältävät kukin siivekkeen koko pituudelle ulottuvan ja yhdensuuntaisten levyosien rajoittaman pystysuuntaisen veden virtaustien 74', jotka virtaustiet yhdessä keskivirtaustien 74” kanssa muodostavat jäykistelaitteen kanavien kokonaisleikkausalan. Jäykistelaite on koottu neljästä pitkänomaisesta, pystysuuntaisesta poikkileikkaukseltaan L-muotoiseksi tehdystä levykappaleesta 75, 75', 75", 75' ' ' . Jokainen siiveke 73 sisältää kaksi yhdensuuntaista välimatkan päähän toisistaan sijoitettua levyosaa, jotka kuuluvat kumpikin omaan levykappaleeseensa 75. Kumpikin siivekkeen toisiaan päin olevista levyosista on varustettu joukolla meistettyjä, sisäänpäin ulottuvia nysiä 71, jolloin toisen levyosan jokainen nysä 71 suuntautuu toisen levyosan vastaavaa nysää 71 kohti ja on yhdistetty siihen hitsaamalla rengasmaisen hitsaussauman 71' avulla. Siten yhteenhitsatut nysät 71 muodostavat jokaisessa siivekkeessä 73 hydraulisia yhteyksiä siivekkeen eri puolilla olevien osaputkien 72 välille.

Siivekkeet 75, 75', 75", 75''1 on yhdistetty kukin omaan peiteputken 70 seinämäänsä jonkin kuvioissa 17, 18 tai 19 suurennettuna vaakaleikkauksena osittain esitetyn rakennevaihtoehdon mukaisesti. Kuvioissa 17 ja 18 esitetyissä vaihtoehdoissa peiteputki 70 muodostuu pääasiassa neljästä samanlaisesta poikkileikkaukseltaan L-muo-toiseksi tehdystä levykappaleesta 76, jotka kukin sisältävät yhden peiteputken neljästä kulmaosasta. Jokaisessa peiteputken seinämän keskiosassa kaksi levykappa-letta 76 liittyy toisiinsa pystysyyntaisen, niihin hitsatun kiskon 77 tai vaihtoehtoisesti levyliuskan 78 12 68475 avulla, joka on varustettu useilla peiteputken koko pituudelle tasaisesti jaetuilla aukoilla 79, vaihtoehtoisesti 80, joiden kautta pystysuuntainen tukilaitteen levykappaleiden 75, 75', 75", 751'' rajoittama vesikanava on vaakasuunnassa yhteydessä peiteputken ulkopuolella olevan tilan kanssa. Levykappaleet 75, 75', 75" ja 75''' on hitsattu kiskoihin 77 tai vaihtoehtoisesti levyliuskoihin 78 ja levykappaleisiin 76.

Kuviossa 19 esitetyssä vaihtoehdossa peiteputki on toteutettu ilman seinämien yhteenliitettyjä keskiosia. Neljä seinämää on varustettu keskiosiin muodostetuilla meistettyjen nysien 81 pystysuorilla riveillä. Peite-putken 70 jokaisen neljän seinämän kohdalla on vastaavan siivekkeen eri puolilla olevan kahden osaputken välillä useita pystysuoraan riviin sijoitettuja hydraulisia yhteyksiä 82. Yhteydet 82 on toteutettu samalla tavalla kuin edellä selitetyt nysien 71 muodostamat yhteydet, jolloin ulkonevat levyosat on hitsattu yhteen hitsaussaumalla 82'. Yhteyksien 82 välillä nysät 81 on liitetty hydraulisesti ja hitsattu siivekkeeseen 73.

Edellä olevasta ilmenee, että kaikki piirustuksessa esitetyt keksinnön mukaisen polttoainepatruunan toteutus-muodot soveltuvat hyvin polttoaineen nelijakoon. Peite-putken ympäröimät polttoainesauvat jakautuvat tällöin neljään yhtä suureen nippuun, jolloin jokainen erotin on muodostettu asettamaan paikalleen vain pienen osan, tavallisesti 1/4, patruunan polttoainesauvojen kokonaislukumäärästä. Tällaisia erottimia käytettäessä voidaan poiketa tavanomaisesta periaatteesta, jonka mukaan samaan vaakatasoon sijoitettujen erotinkennojen lukumäärä on yhtä suuri kuin peiteputkessa olevien polttoainesauvojen kokonaislukumäärä, ja on osoittautunut, että tällöin voidaan saavuttaa useita erilaisia etuja.

13 68475

Keksinnön mukainen polttoainepatruuna on edullista toteuttaa siten, että useita edellä mainittujen osittain paikan määräävien erottimien ryhmiä järjestetään aksiaalisesta peräkkäin peiteputkeen jokaisen ryhmän sisältäessä useita ainakin kahteen eri tasoon järjestettyjä erottimia ja ryhmän erottimien yhdessä pitäessä paikallaan kaikkia mainitun peiteputken sisältämiä poltto-ainesauvoja. Esimerkkejä sijoittelusta tällä tavoin toteutetuissa polttoainepatruunoissa on esitetty kaa-viollisesti kuvioiden 7, 8, 9, 10, 11, 12 avulla, jolloin peiteputkien neljä neljännestä on merkitty kirjaimilla A, B, C, D ja jokaista erotinta kirjaimella S ja indeksillä siten, että jokaisella edellä mainitulla osittain paikan määräävien erottimien ryhmällä on ryhmälle tunnusomainen indeksi.

Kuvioihin 7-12 liittyen esitetyllä erottimen järjestelyllä on useita etuja, mm. parempi veden sekoittuminen eri tavoin kuormitettujen patruunan osien välillä.

Claims (16)

1. Polttoainepatruuna, joka on tarkoitettu kiehutusreak-toriin ja joka sisältää poikkileikkaukseltaan pääasiassa neliömäiseksi muodostetun peiteputken (1; 20; 30; 41; 70), joka ympäröi useita pystysuuntaisia polttoai-nesauvoja (2; 22; 31; 74), jotka on asetettu paikalleen peiteputkessa useiden erottimien (29; 38) avulla, jolloin peiteputki ympäröi pitkänomaista pitkin vallitsevaa osaa polttoainesauvojen pituudesta kulkevaa jäykis-telaitetta (4; 26; 37), jonka pystysuora keskiviiva on peiteputken pystysuuntaisen keskiviivan läheisyydessä, jolloin mainitussa jäykistelaitteessa on neljä pys-tytasossa olevaa ja noin 90° kulmaetäisyydelle sijoitettua siivekettä (6, 43; 73), jotka on yhdistetty mekaanisesti omaan peiteputken seinämäänsä ja toisiinsa lähellä peiteputken pystysuoraa keskiviivaa, jolloin mainitut siivekkeet muodostavat jakoelimen neljän osa-putken (72) välille, tunnettu siitä, että jokainen mainituista siivekkeistä sisältää ainakin yhden pystysuuntaisen veden läpivirtaustien, jonka alapää on varustettu tuloaukolla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että ainakin yksi mainituista veden läpivirtausteistä on järjestetty hydrauliseen yhteyteen polttoainepatruunan ympäristön kanssa useiden pystysuunnassa peräkkäin järjestettyjen aukkojen (79, 80, 81) kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että jäykistelaitteen pystysuuntaisten veden läpivirtausteiden keskimääräinen koko-naispoikkileikkausala muodostaa vallitsevan osan tuki-laitteen keskimääräisestä kokonaispoikkileikkausalasta. 15 , Λ 68475

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että jokainen mainituista siivekkeistä sisältää kaksi pitkänomaista, pystysuuntaista, keskenään yhdensuuntaista ja välimatkan päähän toisistaan sijoitettua levyosaa (7), joiden väliin mainittu veden läpivirtaustie rajoittuu.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että mainittu jäykistelaite on varustettu useissa eri tasoissa useilla mainittujen osa-putkien välisillä hydraulisilla yhteyksillä (10; 71).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että mainitut siivekkeet on muodostettu neljästä pitkänomaisesta pystysuuntaisesta, poikkileikkaukseltaan L-muotoiseksi muodostetusta levy-kappaleesta, joiden kulmat on sovitettu peiteputken pystysuuntaisen keskiviivan läheisyyteen (kuvio 16).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että ainakin yksi mainituista siivekkeistä sisältää kaksi yhdensuuntaista omaan L-muotoiseen levykappaleeseensa kuuluvaa levyosaa, jotka on yhdistetty mekaanisesti toisiinsa useiden sisäänpäin suuntautuvien nysäparien (71) avulla, jotka nysät on meistetty omiin L-muotoisiin kappaleisiinsa ja hitsattu yhteen siten, että ne muodostavat hydraulisen yhteyden kahden omalle puolelleen siivekettä rajoittuvan osaput-ken (72) välille.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että jokaisessa peiteputken seinämistä on sisäänpäin taivutettu keskiosa, joka muodostaa polttoainelaatikon pystysuuntaiseen keskiviivaan päin suuntautuvan U-muotoisen ulokkeen (43), joka on yhdistetty mekaanisesti pystysuuntaan kulkevaan keskellä olevaan vesiputkeen 44. 16 68475

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että joukko pystysuuntaisia vesiputkia (24; 35; 54) on järjestetty ristinmuotoi-seen konfiguraatioon ja varustettu jokaisessa useista eri tasoalueista useilla poikittaisilla mekaanisilla yhdyselementeillä (25; 36; 55), jolloin mainitut vesi-putket yhdessä mainittujen yhdyselementtien kanssa muodostavat mainitun jäykistelaitteen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että mainitussa polttoainelaati-kossa olevat polttoainesauvat on jaettu neljään yhtä suureen nippuun, jotka on erotettu toisistaan mainituilla siivekkeillä, jolloin jokaista nippua ympäröi joukko pystysuunnassa peräkkäin järjestettyjä erottimia (29; 38; S1, S2), jotka jokainen on sovitettu pitämään paikallaan vain pientä osaa polttoainepatruunan polttoainesau-vojen kokonaislukumäärästä, ja että useita tällaisten erottimien ryhmiä on sijoitettu aksiaalisesti peräkkäin peiteputken jokaisen ryhmän sisältäessä useita ainakin kahteen eri tasoon sijoitettuja erottimia ryhmän erottimien yhdessä pitäessä paikallaan kaikkia mainitun peiteputken ympäröimiä polttoainesauvoja.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että useat mainituista mekaanisista yhdyselementeistä (36) on asetettu vinoon pystysuunnan suhteen sillä tavoin, että ylöspäin virtaava vesi saa vaakasuuntaisen nopeuskomponentin.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että jokainen mainituista poikittaisista yhdyselementeistä muodostuu pääasiassa suorasta, vaakasuuntaisesta kiskosta ja että tällaisten kiskojen ensimmäisen parin kiskot (55) on sijoitettu 68475 17 ensimmäiselle tasolle ja eri puolille ensimmäistä vesi-putkiryhmää tällaisten kiskojen toisen parin kiskojen (55') ollessa sijoitettu toiselle tasolle ja eri puolille toista vesiputkiryhmää, jolloin mainitun ensimmäisen parin vaakaprojektio muodostaa 90° kulman mainitun toisen parin vaakaprojektion kanssa, jolloin jokainen pariin kuuluvan kahden kiskon välissä oleva vesiputken osa (58; 59; 58'; 59') on litistetty ja sillä on tasomaiset vastepinnat, jotka lepäävät kumpikin omaansa parin kiskoista vastaan.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että peiteputken seinämiin on kuhunkin muodostettu sisäänpäin suuntautuva, pystysuuntaan kulkeva jäykistävä harjanne (3; 21), joka on yhdistetty mekaanisesti yhteen mainituista siivekkeistä.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että mainitun harjanteen muodostaa sisäänpäin taivutettu seinämän osa (3).

14 68475

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että mainittu harjanne sisältää pystysuuntaisen listan (3'; 21).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen polttoainepatruuna, tunnettu siitä, että mainitussa pystysuuntaisessa listassa (3'; 21) on ulospäin suuntautuva tasomainen listapinta, jonka etäisyys polttoainelaatikon pystysuuntaisesta keskiakselista on suurempi kuin laatikon seinämän, johon lista sisältyy, muiden ulospäin olevien tasomaisten pintojen vastaava etäisyys. 68475 18 I-