FI89215B - Distanshaollarhopsaettning, foerfarande foer att aostadkomma distanshaollarhopsaettningen samt braenslehopsaettning som utnyttjar distanshaollarhopsaettningar - Google Patents

Description

1 89215 Välitukikokoonpano, menetelmä välitukikokoonpanon muodostamiseksi sekä välitukikokoonpanoja käyttävä polttoaineko-koonpano 5 Keksintö liittyy polttoainesauvojen välitukiin, jotka sijaitsevat ydinkäyttöisten kiehutusreaktoreiden (BWR) sydämessä käytetyissä, poikkileikkaukseltaan neliömäisissä polttoainekanavissa. Tarkemmin selitetään poltto-ainekanavassa olevien polttoainesauvojen välitukielement-10 tiä, johon liittyy vakava tarkoitus höyryn ja veden erottamiseksi optimaalista höyryn kehitystä varten.

BWR-polttoainenippu käsittää polttoainesauvojen muodostelman, joka on suljettu poikkileikkaukseltaan tyypillisesti neliömäiseen kanavaan. Välituet sijoitetaan 15 useisiin akselin suuntaisiin nipun kohtiin (tyypillisesti 6-7 kohtaa). Välituet ovat tyypillisesti 25 - 50 mm aksiaaliselta pituudeltaan (1-2 tuumaa); polttoainekanavat ovat tyypillisesti 4000 mm pitkiä (160 tuumaa). Välitukien ensisijaisena tehtävänä on erillisten polttoainesauvojen 20 pitäminen oikeilla paikoillaan muodostelmassa, sauvojen värähtelyn estäminen, ja polttoainesauvojen tukeminen polttoainenippua käsiteltäessä ja kun siihen kohdistuu seismisiä kuormia.

Alijäähtynyt vesi tulee polttoainenipun pohjasta ja 25 lämpiää polttoainesauvojen vaikutuksesta. Kuljettuaan osan matkaa nippua ylöspäin, vesi saavuttaa kiehumispisteensä, jolloin höyryn muodostuminen alkaa. Kiehumisalueen alussa polttoainesauvojen päällä on paksu vesikalvo, ja polttoainesauvojen välisissä alueissa on vesi/höyry-seosta. 30 Siirryttäessä ylöspäin nipussa vesikalvo ohenee. BWR- polttoainenippu jen eräs suunnittelukriteeri on ylläpitää vesikalvo polttoainesauvojen koko pituudella. Tämä vaatimus rajoittaa tehoa, joka voidaan kehittää polttoainenipussa, ja sitä on vaikea saavuttaa uudenaikaisissa suuri-35 tehoisissa reaktoreissa.

2 89215 Välituet ovat välttämättömiä esteitä jäähdytysai-neen virtaukselle (höyry/vesi-seos), joten eräänä suunnit-telutavoitteena on minimoida välitukien aiheuttama paine-häviö.

5 Välituet aikaansaavat hyödyllisen vaikutuksen ve- sikalvoon. Jokainen välituki aiheuttaa höyry/vesi-virtaukseen häiriön, ja siirtää joitakin pieniä vesipisaroita polttoainesauvoille.

Mahdollisimman pienen painehäviön tavoitteen takia 10 välituen on aiheutettava mahdollisimman pieni este virtaukselle kun taas mahdollisimman suuri veden talteenotto vaatii massiivisemman rakenteen. Nykyiset välitukien rakenteen ovat yhdistelmiä näistä tavoitteista.

On tunnettua pitää reaktorissa polttoainenippu, 15 jossa koko kanavan pituudelle ulottuvia sauvoja seuraa kierukkamaisia elementtejä, jotka ulottuvat koko kanavan pituudelle. Vertaa artikkelia Jörgen and Marstraid: "On

Fuel Assemblies with Deflectors for Steam Water Separation for Boiling Water Reactors", Danish Atomic Energy Commis-20 sion Research Establishment Risö, heinäkuu 1971. Tässä reaktorissa korvattiin sauvaelementit kierukkamaisilla, koko polttoainekanavan mittaisilla elementeillä. Epänormaaleja takapaineita esiintyi nousevassa höyry/vesi-seok-sessa, johtuen kierukkamaisten elementtien pituudesta. Li-25 säksi sellaisten elementtien valmistamiseen tarvittu mate riaali käsitti neutroniabsorbaattorin, heikentäen siten reaktorin suorituskykyä.

On tunnettua käyttää munakennomaisia välitukia. Näissä välituissa voi olla lyhyitä siipiä munakennojen 30 päällä, jossa ne tukeutuvat sauvaan. Tämä aiheuttaa ohivirtaavaan juoksevaan aineeseen pyörteitä. Veden erottamista höyrystä tai veden ohjaamista kohti sauvoja reaktorissa, ei selitetä tai ehdoteta.

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukai-35 nen välitukikokoonpano.

3 89215

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 7 mukainen polttoainekokoonpano.

Keksinnön kohteena on edelleen patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä välitukikokoonpanon muodostamiseksi.

5 Esillä olevan keksinnön mukaisesti kuvataan väli- tukirakennetta, jolla aiheutetaan pyörre ohivirtaavaan höyry/vesi-seokseen kiehutusreaktorin polttoainekanavassa. Välitukirakenne sijoitetaan jaksollisin välein pitkin poikkileikkaukseltaan neliömäistä polttoainekanavaa polt-10 toainetta sisältävien sauvojen pitämiseksi erillään toisistaan ja polttoainekanavan kyljistä. Jokainen erillinen välitukielementti muodostuu kierukkamaisesti metallilevystä kierrettyjen välitukielementtien matriisista vakavalla tarkoituksella aikaansaada höyryn erottuminen höyry/vesi-15 seoksen vedestä, ja siirtää vesi polttoainesauvan pinnoille. Jokainen kierukkamainen elementti on kierretty tasainen metallielin, ja käsittää metallipintojen kiertämisen suurusluokkaa 450° tyypillisesti 50 mm:n pituudelta. Jokaista 90°:n kiertämistä kohti kierukkamaisen elementin 20 alapäästä ja sen yläpäästä on järjestetty pareittain olevat hilaliitokset viereisiin elementteihin liittämistä varten. Hilaliitoksien väliin on järjestetty sauvatuet, jotka on tarkoitettu nojaamaan erillään olevia polttoaine-sauvoja vastaan. Välikohdissa olevat hilaliitokset muodos-25 tavat myös jousituet, joiden avulla yksi jousi voi vaikuttaa jokaiseen kennoon, jota rajoittavat neljä vierekkäistä kierukkaelementtiä. Tuettu jousi ohjaa polttoainesauvaa kennon toiselle puolelle. Vaihtoehtoisesti voidaan järjestää, että kierukkamaiset elementit, joissa on pituussuun-30 täiset keskeiset raot, sisäänrakennettujen samaa kappaletta olevien jousien muodostamiseksi vaihtelevasti myötä- ja vastapäivään olevissa kohdissa. Kun välituet asennetaan etäisyydellä toisistaan oleviin pystysuuntaisiin kohtiin polttoainekanavassa (esim. 7 kpl 50 mm:n pituista välitu-35 kea tasaisesti jakaantuneena pitkin polttoainekanavaa, 4 89215 jonka pituus on suuruusluokkaa 4000 mm), esiintyy höyryn erottumista jokaisen kierukkamaisen elementin sisäpuolelle veden erottuessa jokaisen kierukkamaisen elementin ulkopuolelle ja höyryä kehittävien sauvojen päälle. Tuloksena 5 oleva välituki parantaa siten höyryn muodostuksen termodynamiikkaa ylläpitämällä vettä polttoaiesauvoilla, erottaen höyryä vedestä höyry/vesivirtauksesta, ja aikaansaaden kevyemmän ja neutroneja vähemmän absorboivan metalli-massan reaktorissa, kuin tekniikan tason mukaiset väli-10 tuet.

Esillä olevan hakemuksen keksintö on parannus nykyisiin välitukiin. Sillä siirretään enemmän vettä poltto-ainesauvoille ja sillä on pienempi painehäviö. Veden siirto aikaansaadaan pyörresiivillä, jotka aiheuttavat pyörre-15 komponentin jäähdytysaineen virtaukseen. Pyörresiivet muo dostavat pääosan välitukirakenteesta, ja ne aiheuttavat vähän vastusta jäähdytysaineen virtaukselle. Pyörresiiven toimintaa kuvataan seuraavassa.

Pyörresiipi sijaitsee jokaisessa osakanavassa ai-20 heuttaen pyörrevirtauksen eli pyörteen jokaiseen osakana- vaan. Pyörresiipi käsittää kierretyn liuskan, jossa on ulkonevat varret. Ulkonevat varret hitsataan viereisten pyörresiipien ulkoneviin varsiin, muodostaen yhtenäisen rakenteen.

25 Pyörrevirtaus synnyttää keskipakoisvoiman, joka vaikuttaa säteen suuntaisesti ulospäin osakanavan keskustasta. Painavat vesipisarat liikkuvat kohti polttoaine-sauvoja keskipakoisvoiman vaikutuksesta. Tätä fysikaalista periaatetta käytetään höyrynerottimissa ja sentrifuugeis-30 sa, joissa kuitenkin on toinen geometria. Pyörrevirtaus jatkuu jonkin matkaa jokaisen välituen jälkeen niin, että veden siirtyminen polttoainesauvoille jatkuu välitukien välissä.

Pyörresiivet käsittävät kierrettyjä Zircaloy- tai 35 Inconel- liuskoja. Kun vesi/höyry-seos osakanavassa virtaa 5 89215 välituen läpi, kierretty liuska pakottaa sen noudattamaan kierukkamaista reittiä, aiheuttaen virtaukseen pyörimis-komponentin.

Kuvatuissa pyörresiivissä käytetyn materiaalin mää-5 rä on pienempi kuin tekniikan tason mukaisissa välituissa. Pyörresiipivälituen poikkipinta-ala on myös pienempi kuin tekniikan tason mukaisilla välituilla, vastustaen siten vähemmin jäähdytysaineen virtausta välituen läpi. Pyörre-virtaus vaikuttaa virtauksen jakaantumiseen välitukien 10 välissä keskittäen höyryn jokaisen osakanavan keskialueel le. Virtauksen jakautuma aikaansaa pienemmän painehäviön välitukien välissä kuin tekniikan tason mukaisilla väli-tuilla. Pyörrevirtauksen synnyttämiseen liittyy jonkin verran painehäviötä, mutta kokonaisvaikutuksena muodostuu 15 pienempi painehäviö polttoainenipussa.

Muita tämän keksinnön tavoitteita, piirteitä ja etuja käy ilmi seuraavasta selityksestä ja siihen liittyvästä piirustuksesta, jossa:

Kuvio 1 on perspektiivinäkymä, jossa neljä kieruk-20 kamaista elementtiä on liitetty kennoksi katkoviivoin esitetyn polttoainesauvan ympärille, jolloin kaaviolliset nuolet havainnollistavat kierukkamaista pyörrettä, joka on aikaansaatu ylöspäin virtaavaan vesi/höyry-seokseen;

Kuvio 2 on perspektiivinen osakuvanto polttoaine-25 kanavasta havainnollistaen keksinnön mukaista välitukea, joka on sijoitettu poikkileikkaukseltaan neliömäiseen polttoainekanavaan;

Kuvio 3A on tasokuvanto tasomaisesta metallilius-kasta, joka on leikattu tämän keksinnön mukaisen yksilöl-30 lisen kierukkaelementin valmistamiseksi;

Kuvio 3B havainnollistaa vastapäivään käännettyä kuvion 3A mukaista metallielementtiä, jolloin elementtiä on kierretty yli 450° kierukkakierrosta;

Kuvio 3C on kuvion 3B elementti kierrettynä 90°, . · . 35 niin että hilaliittimien vuorottainen sijoitus voidaan 6 89215 täysin ymmärtää;

Kuvio 4A on kaaviollinen näkymä katsottaessa alaspäin välitukikennoa, jossa on polttoainesauva, havainnollistaen sauvan jousiohjausta kohti kierukkaelementtien 5 muodostamia tukia;

Kuvio 4B on sivukuvanto kuviosta 4A, havainnollistaen jousen sijaintia; ja

Kuvio 4C on näkymä jousesta;

Kuvio 4D on näkymä jousen ensimmäisestä vaihtoeh- 10 toisesta suoritusmuodosta;

Kuvio 4E on näkymä jousen toisesta vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta;

Kuvio 5A on kaaviollinen tasokuvanto välituesta, joka vastaa kuviossa 2 esitettyä, ja joka havainnollistaa 15 jousitukien ja osakanavien sijoitusta;

Kuvio 5B on tasokuvanto osakanavakokoonpanosta;

Kuvio 6A on tasokuvanto välituen ulommasta päästä;

Kuvio 6B on sivukuvanto välituen ulommasta päästä;

Kuvio 7A on sivukuvanto aukolla varustetusta kie-20 rukkaelementistä (samantapaisesti kuin kuviossa 3A), jol loin aukko on sijoitettu jousivoimien aikaansaamiseksi yksilölliseen elementtiin;

Kuvio 7B on sivukuvanto kierretystä elementistä, samalla tavoin kuin kuviossa 3B; 25 Kuvio 7C on sivukuvanto kuvion 3C tapaan kierretys tä elementistä;

Kuvio 8A on tasokuvanto kuvion 7 välitukielemen-teistä koottuna kennomuodostelmaksi;

Kuvio 8B on sivukuvanto kuvion 8A välitukielemen-30 teistä; ja

Kuvio 9 on räjähdyskuva jikistä, jossa välitukiele-menttejä voidaan pitää muodostelmassa niiden pistehitsausta tai laserhitsausta varten, kuviossa 2 esitetyn rakenteen muodostamiseksi.

35 Kuvioon 1 viitaten tämän keksinnön vakava tarkoitus i 89215 voidaan helposti ymmärtää. Polttoainesauva R on esitetty pistekatkoviivoin. Sitä ympäröivät kierukkamaiset välitu-kielementit El, E2, E3 ja E4. Nämä neljä välitukielement-tiä El - E4 muodostavat kennon sauvan R ympärille.

5 Samanaikaisesti välitukielementit synnyttävät pyör teen ohikulkevaan höyry/vesi-seokseen, joka kiertää ylöspäin polttoainekanavan läpi.

Kierukkaelementit El, E3 on kierretty myötäpäivään. Vastaavasti ne synnyttävät vesi/höyry-seokseen myötäpäi-10 vään kiertävän kierukkamaisen kulkutien.

Samalla tavalla elementit E2, E4 on kierretty vastapäivään. Vastaavasti ne synnyttävät ohittavaan vesi/höy-ry-virtaukseen vastapäivään kiertävän kierukkamaisen kulkutien .

15 Tällä pyörteellä on erottava vaikutus vesi/höyry- seokseen. Erityisesti vesi heitetään kierukan ulkopuolelle ja siten sauvan R päälle (tai esittämättä olevien viereisten sauvojen päälle). Höyry sulkeutuu kevyempänä keskemmälle elementtejä El - E4. Höyry valtaa siten tilan, joka 20 sijaitsee sauvojen välissä.

Sauvoissa R voi esiintyä lämmönsiirto-ongelmia höyryn kehittämiseen liittyen. Erityisesti, mikäli suuria määriä höyryä kerääntyy sauvojen pinnalle, ei normaalia lämmön siirtymistä vedestä ohittavaan virtaan esiinny. 25 Sauvassa voi kehittyä paikallisia kuumia pisteitä. Tämä on erityisen mahdollista kanavan yläosassa.

Lisäksi lukija ymmärtää, että tämä selitys on yksinkertaistus. Tosiasiassa sellaisten taskujen yhteydessä on havaittu takaisinkytkentäominaisuuksia, jotka vakavasti 30 vaikuttavat reaktorin tehokkuuteen. Yksinkertaisesti sa nottuna, tämän keksinnön mukaisten välitukielementtien sijoittaminen väleihin vähentää näitä vaikeuksia.

Kuvioon 2 viitaten havainnollistetaan tyypillisen välikappaleen sijoittamista. Esitetään kanava C, jossa on 35 useita sauvoja R. Kanavan C sivuseinämä on osittain lei- 8 89215 kattu välikappaleen S kohdalla. Välikappale S käsittää lukuisia elementtejä E, jotka on liitetty matriisiksi.

Lukija ymmärtää, että polttoainekanavat ovat pituudeltaan suuruusluokkaa 4000 mm. Erilliset välikappaleet 5 ovat pituudeltaan suuruusluokkaa 50 mm. Tyypillisesti sijoitetaan seitsemän sellaista pitkin minkä tahansa yksilöllisen polttoainekanavan pituutta. Sen johdosta ymmärretään, että välikappaleilla on kaksi tehtävää.

Ensiksikin välikappaleet aikaansaavat kuvatun pyör-10 revirtauksen niillä alueilla, jossa välikappaleet limittyvät sauvojen kanssa.

Toiseksi ne aikaansaavat kokonaispyörrevirtauksen kanavan vesitilavuudessa välikappaleiden välissä ja kuvatun höyryn ja veden erottumisen.

15 Kuvioon 3A viitaten havainnollistetaan erillisen elementin E rakennetta kaaviollisesti. Ensiksi elementti E käsittää tasaisen suorakaiteen muotoisen metalliliuskan 12. Metallielementissä 12 on kahden tyyppisiä kielekkeitä, jotka ulkonevat sen pitkiltä sivureunoilta. Ensimmäiset 20 näistä kielekkeistä ovat hilaliittimiä 14, 15. Hilaliitti-met sijaitsevat siten, että ne pysyvät esillä samassa tasossa aina 180° kiertovälein. Ne muodostavat kulloistenkin elementtien liitännät toisiinsa.

Hilaliittimet 15 sijaitsevat kulmassa 90° liitti-25 mien 14 suhteen. Nämä vastaavat hilaliittimet muodostavat liitännät viereisiin elementteihin.

Havaitaan, että hilaliittimet 14, 15 ovat L-muotoi-sia. L-muodon kanta on kohti suorakaiteen muotoisen liuskan 12 sivureunaa. L-muodon varsi on kohtisuorassa liuskan 30 12 reunasta ulospäin.

Toinen ulkoneva elementti käsittää tuet 16, 17. Nämä vastaavat tuet nojaavat viereisten putkien pintoihin. Pareittain olevat tuet 16, 17 nähdään elementin alemman 180. kierteen alueella. Osoitetaan, että tämä tukien esi-35 tetty sijainti aikaansaa kahdeksan erillistä tukea jokai- 9 89215 sen polttoainesauvan ympärille.

Erillisten elementtien E valmistus ymmärretään helposti. Tyypillisesti materiaali meistetään metallilevystä. Sen jälkeen voidaan suorittaa kuvattu, yli 450° kiertämi-5 nen. Se voi tapahtua joko kohdistamalla jännitystä ylä- ja alapäiden välille ja kiertämällä fyysisesti tai meistämällä elementtiä E vaiheissa, kiertämisen aikaansaamiseksi.

Kuvioihin 4A, 4C viitaten on havaittu mahdolliseksi asettaa jousi elementtien E matriisiin. Kuvioon 1 viitaten 10 kuvataan elementtejä El, E2, E3 ja E4. Nämä elementit muodostavat kennon. Matriisin liittimet 14 ja 15 kuvataan myös. Nämä matriisiliittimet 14 on hitsattu toisiinsa.

Kuvioon 4C viitaten havainnollistetaan jousi. Jousi käsittää tyypillisesti päättömän metallisilmukan 20. Sil-15 mukan yläpäähän on taivutettu uurre 22 ja alapäähän uurre 24. Nämä uurteet sopivat vastaaviin liitettyihin matriisin liittimiin 14. Jousessa on kaksi ulkonemaa 26. Ulkonemat 26 voivat koskettaa sauvaa jousen molemmilla puolilla. Voidaan siten nähdä, että yksi kuvion 4C mukaan sijoitettu 20 jousi ohjaa kahdessa kennossa olevia sauvoja. Havaitaan, että välitukielementti vaatii vain yhden jousen kutakin kennoa kohden. Siksi yksi jousi yleensä riittää kahta viereistä kennoa varten.

Kuvioon 4D viitaten esitetään jousen 20 toinen suo-25 ritusmuoto. Siinä on erityisesti päätön silmukka, jossa jousen kahdessa samansuuntaisessa osassa on pistehitsi. Edullisesti jousen päät on pistehitsattu niin, että ne sulkeutuvat vierekkäisten kierukkamaisten elementtien välillä ulottuvien kielekkeiden 14 tai 15 ympäri.

30 Kuvioon 4E viitaten esitetään jousen 20 toinen vaihtoehtoinen suoritusmuoto. Tässä tapauksessa päätön jousisilmukka on sijoitettu kielekkeiden 14, 15 väliin kun erilliset elementit liitetään matriisiksi. Esitetyistä esimerkeistä tulisi käydä ilmi, että tässä kuvatussa ra-35 kenteessa jouselle 20 voidaan tehdä lukuisia muunnelmia.

10 8921 5

Kuvioon 4A viitaten huomataan, että jousen 20 läsnäollessa ei joitakin tukia 16, 17 käytetä. Mahdollisesti nämä tuet olisi voitu poistaa metalliliuskasta 12 ennen sen kiertämistä tässä kuvattuun kierukkamuotoon. Tätä ei 5 kuitenkaan pidetä edullisena, koska kuviossa 3A esitetyn aksiaalisymmetrian ansiosta tuloksena olevien liuskojen kiertäminen voi olla yhdenmukainen.

Havaitaan myös, että ne tuet, joita käytetään myötäpäivään kiertämiseen, ovat ne tuet, joita ei käytetä, 10 kun liuskaa kierretään vastapäivään - olettaen jousen 26 identtinen sijainti sauvan suhteen. Samalla tavalla vastapäivään kiertämiseen käytetään niitä tukia, joita ei käytetä myötäpäivään kiertämiseen. Havaitaan siten, että käytännössä symmetrian ylläpitäminen mahdollistaa jonkin 15 meistetyn osan käyttämisen samalla tavalla kaikissa ken-nokohdissa.

Kuvioon 5A viitaten esitetään kaaviollinen kaavio. Kaavio esittää kaksi sauvaa R, tuet 16 ja 17, joiden välissä on jousi S. Jousi S ohjaa sauvoja molemmissa eril-20 lisissä kennoissa viereisiä tukia vastaan.

Havaitaan, kuvioon 5A viitaten, että on tapahtunut elementtien E5 typistäminen. Tämä typistäminen on tapahtunut sivureunasta.

Kuvioon 6B viitaten esitetään kierukkaelementtien E 25 muoto tasossa.

On tietenkin mahdollista rakentaa kierukkaelementtien E sisälle luonnollinen jousimekanismi. Sellainen luonnollinen jousimekanismi esitetään kuvioihin 7A, 7B ja 7C viitaten.

30 Kuvioon 7A viitaten havainnollistetaan suorakaiteen muotoinen levy 32, jossa on pituussuuntainen aukko 34. Matriisiliittimet 34 sijaitsevat alapäässä ja 90° kierron päässä ylhäältä. Matriisiliittimet 35 sijaitsevat yläpäässä ja 90° kierron päässä alhaalta. Näiden välissä on vas-35 taavia tukia 36, 37 ja 38.

11 8921 5

Kuvioon 7B viitaten hilaliittimet 34 muodostavat liitoksen hilaan samassa tasossa. Kuvioon 7C viitaten hilaliittimet 35 muodostavat liitoksen kohtisuorassa tasossa.

5 Voidaan nähdä, että elementin E' keskeinen osa on joustava.

Viitaten kuvioon 8A, siinä on esitetty elementit El', E2', E3' ja E4' sauvan R ympärillä. Kierukkamaiset elementit El' - E4' ohjaavat tukensa sauvaa R vastaan. Tä-10 tä rakennetta on havainnollistettu kuviossa 8B.

Kuvioon 9 viitaten esitetään räjähdyskuvio, jolla havainnollistetaan matriisielementtien valmistukseen käytettävä jiki. Elementteihin E tartutaan niiden matriisi-liittimistä 14, 15. Ne kiinnitetään siten, että matriisi-15 liittimet sijaitsevat vierekkäin. Sellainen kiinnitys tapahtuu, kun elementit suljetaan uritetuilla tangoilla 44 ja elementit suljetaan uritetuilla tangoilla 45. Sellainen sulkeminen tapahtuu tankojen 45 päällä olevilla tangoilla 47 ja tankojen 44 alla olevilla tangoilla 48.

20 Lukija ymmärtää, että saattaa olla toivottavaa asettaa jouset silmukkaan matriisiliittimien ympärille. Sellaisella sijoituksella matriisiliittimien ympärille jouset siirretään toiselle tai toiselle sivulle sen mukaan kun tarvittavat pistehitsaukset tehdään.

25 Saattaa olla toivottavaa sijoittaa nurkkaelement- tejä K matriisiin. Sellaiset nurkkaelementit voidaan pis-tehitsata ja ne voivat sisältää tuen sisäpuolisella reunallaan (esitetty katkoviivoin 50 kuviossa 2).

Lukija ymmärtää, että yksilöllisten, tämän uuden 30 välituen muodostavien elementtien muunnelmia voidaan tehdä. Esimerkiksi välitukielementtejä ei tarvitse rajoittaa siihen edulliseen pituuteen ja leveyteen, joka tässä on esitetty. Pituutta ja leveyttä voidaan säätää riippuen polttoainenipun suunnitteluvaatimuksista. Mikäli halutaan 35 pieni painehäviö välituessa, pienennetään elementtien le- 12 8921 5 veyttä, ja pituutta lisätään, jolloin kehitetään heikompi virtauksen pyörrekomponentti. Mikäli halutaan maksimaalinen höyryn ja veden erotus, käytetään suurinta leveyttä ja pituutta pienennetään.

5 Lukija ymmärtää siten, että on esitetty tarkoitettu sauvan välitukilaite. Vaadittu sauvojen etäisyys säilytetään, lämmön siirtyminen suuritehoisista polttoainesau-voista paranee, ja välituen yli vaikuttava painehäviö on pienentynyt.

Claims (8)

13 8921 5

1. Välitukikokoonpano (S), jolla aikaansaadaan pyörre ohivirtaavaan höyry/vesi-seokseen pitkänomaisessa, 5 monikulmion muotoisella poikkileikkauksella varustetussa polttoainekanavassa (C), jossa on pituussuuntaan ulottuvat polttoainesauvat (R), tunnettu siitä, että kokoonpano käsittää yhdistelmänä: matriisissa metallilevystä kierukkamaisesti kier-10 rettyjä välitukielementtejä (E1-E2), joista jokainen kierukkamaisesti kierretty metallielementti muodostaa jatkuvan kierukan ja joista jokaisella on pieni murto-osa mainitun pitkänomaisen polttoainekanavan (C) kokonaispituudesta, mainitut kierukkamaisesti kierretyt välitukielemen-15 tit (S) on järjestetty siten, että jokaisella mainitulla polttoainesauvalla (R) on joukko mainittuja kierukkamaisesti kierrettyjä välitukielementtejä (S), jotka ympäröivät mainitun sauvan (R) samassa vaaka tasossa pientä murto-osaa sauvan (R) kokonaispituudesta; 20 jokainen kierukkamaisesti kierretty metallielement ti (E1-E4) on ylemmän kierukkamaisesti kierretyn pään ja matalamman kierukkamaisesti kierretyn pään välissä, jotka päät määrittävät ulkonevat hilaliittimet (14, 15), jotka ylettyvät viereisten kierukkamaisten elementtien (E1-E4) 25 väliin muodostaakseen liitoskohdat vierekkäisten erillisten kierukkamaisesti kierrettyjen metallielementtien (El-E4) välille mahdollistaakseen jokaisen mainitun kierukkamaisesti kierretyn metallielementin (E1-E4) liittämisen matriisiksi kierukkamaisten elementtien (E1-E4) kennon . . 30 muodostamiseksi jokaisen mainitun sauvan (R) ympärille; välineet, jotka liittävät mainitut määritellyt ulkonevat hilaliittimet (14,15) yhteen, jolloin mainitut kierukkamaiset elementit (E1-E4) asettavat mainitut polttoainesauvat (R) etäisyydelle toisistaan, asettavat mai-35 nitut sauvat (R) etäisyydelle mainitusta polttoainekana- 14 8921 5 vasta (C), ja aiheuttavat kierukkamaisen virtauksen ja pyörteen ohivirtaavaan juoksevan aineen virtaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välitukikokoon-pano, tunnettu siitä, että jokainen mainittu sauva 5 (R) sisältyy kennoon, jota ympäröi kierukanmuotoiset ele mentit (E1-E4).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välitukikokoon-pano, tunnettu siitä, että ainakin yksi mainitun välituen kierukkamaisista elementeistä (E1-E4) on muodos- 10 tettu myötäpäivään (El, E3) ja ainakin yksi mainitun väli-tuen kierukkamaisista elementeistä (E2, E4) on muodostettu vastapäivään.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välitukikokoon-pano, tunnettu siitä, että se sisältää jousen 15 (20), joka on liitetty mainittuun välitukielementtiin mai nitussa kennossa olevan sauvan ohjausta varten.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välitukikokoon-pano, tunnettu siitä, että mainittu kierukkamainen elementti (E1-E4) on keskeltä varustettu aukolla, jolloin 20 mainittu kierukkaelementti on kosketuksessa mainittuun sauvaan mainitun aukon jousiohjauksella.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen välitukikokoonpa-no, tunnettu siitä, että mainitut kierukkamaiset elementit (E1-E4) on kierretty sisältääkseen metallipin- 25 tojen 450°:en kierron yli 5,08 senttimetrin (2 tuumaa) pituudelta.

7. Polttoainekokoonpano, joka on koteloitu kanavan (C) avulla ja käsittää suuren määrän välitukikokoonpanoja, tunnettu siitä, että jokainen välitukikokoonpano 30 käsittää yhdistelmänä: matriisissa metallilevystä kierukkamaisesti kierrettyjä välitukielementtejä (E1-E2), joista jokainen kierukkamaisesti kierretty metallielementti muodostaa jatkuvan kierukan ja joista jokaisella on pieni murto-osa mai- 35 nitun pitkänomaisen polttoainekanavan (C) kokonaispituu- is 8921 5 desta, mainitut kierukkamaisesti kierretyt välitukielemen-tit (S) on järjestetty siten, että jokaisella mainitulla polttoainesauvalla (R) on joukko mainittuja kierukkamaisesti kierrettyjä välitukielementtejä (S), jotka ympäröi-5 vät mainitun sauvan (R) samassa vaaka tasossa pientä murto-osaa sauvan (R) kokonaispituudesta; jokainen kierukkamaisesti kierretty metallielement-ti (E1-E4) on ylemmän kierukkamaisesti kierretyn pään ja matalamman kierukkamaisesti kierretyn pään välissä, jotka 10 päät määrittävät ulkonevat hilaliittimet (14, 15), jotka ylettyvät viereisten kierukkamaisten elementtien (E1-E4) väliin muodostaakseen liitoskohdat vierekkäisten erillisten kierukkamaisesti kierrettyjen metallielementtien (El-E4) välille mahdollistaakseen jokaisen mainitun kierukka-15 maisesti kierretyn metallielementin (E1-E4) liittämisen matriisiksi kierukkamaisten elementtien (E1-E4) kennon muodostamiseksi jokaisen mainitun sauvan (R) ympärille; välineet, jotka liittävät mainitut määritellyt ulkonevat hilaliittimet (14,15) yhteen, jolloin mainitut 20 kierukkamaiset elementit (E1-E4) asettavat mainitut polt-toainesauvat (R) etäisyydelle toisistaan, asettavat mainitut sauvat (R) etäisyydelle mainitusta polttoainekana-vasta (C), ja aiheuttavat kierukkamaisen virtauksen ja pyörteen ohivirtaavaan juoksevan aineen virtaan; •25 ja siitä, että jokaisen mainitun välitukikokoonpa- non pituus on pienempi kuin yksi kymmenesosa mainitun kanavan (C) pituudesta.

8. Menetelmä minkä tanansa patenttivaatimuksista 1-6 esitetyn välitukikokoonpanon muodostamiseksi kiehutusvesikö reaktoria varten, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheina: useiden suorakaiteen muotoisten metalliliuskojen (E1-E4) aikaansaamisen; oleellisesti identtisten kierukkamaisten kierteiden 35 muodostamisen mainittuihin metalliliuskoihin, joista jotkut on kierretty myötäpäivään ja jotkut kierretty vasta- ie 8921 5 päivään; mainittujen kierukkamaisella kierteellä varustettujen liuskojen (E1-E4) liittämisen yhteen matriisiksi yksittäisten kennojen muodostamiseksi, joissa kennoissa 5 ainakin yksi (El, E3) mainituista liuskoista on kierretty myötäpäivään ja ainakin yksi (E2, E4) on kierretty vasta-päivään; polttoainesauvojen (R) sijoittamisen mainittuihin kennoihin; ja 10 mainittujen sauvojen (R) ja välitukien sijoittami sen täydentävästi osastoituun kanavaan (C), jolloin mainitut kierretyt liuskaelementit (E1-E4) pitävät sauvoja (R) etäisyydellä toisistaan, pitävät sauvoja (R) yhdessä etäisyydellä kanavan (C) sivuseinästä, ja aiheuttavat kieruk-15 kamaisen pyörteisen virtauksen vedelle, joka kulkee ylöspäin ja polttoainesauvojen (R) välitilojen kautta mainitussa kanavassa (C). n 89215