HU210553B - Spacer for reactor fuel elements and method for manufacturing said spacers - Google Patents

Description

A leírás terjedelme: 8 oldal (ezen belül 4 lap ábra)

HU 210 553 Β

A találmány tárgya egyrészt távtartó reaktor-fűtőelemhez. A fűtőelemben egymással párhuzamos rudak, különösen nukleáris fűtőanyagot tartalmazó rudak vannak, amelyeket távtartók fognak össze. Ezeket a rudakat nyomottvizes reaktorokban, elógózölögtető reaktorokban és tenyészreaktorokban alkalmazzák. A találmánynak különös jelentősége van a futóelemrudak távtartására fejlett nyomottvizes reaktorokban, amelyeknél a fűtőelemrudak távolsága a hagyományos nyomottvizes reaktorokhoz képest igen kicsi. A találmány tárgya továbbá eljárás reaktor-fűtőelem távtartójának előállítására.

Az EP 0 210 526 számú szabadalmi leírásból ismeretes egy reaktor-fűtőelem, amelyben hüvelyekből összeállított távtartók vannak és ezekben a távtartókban rácsszemek fogadnak be egy-egy rudat. Mindegyik rácsban két nyolcszögletes főhüvely között egy négyzetalakú távtartó hüvely van. A főhüvelyeken távtartó félhüvelyek vannak kialakítva úgy, hogy a rácsalakú távtartó összerakásakor az egyik főhüvely távtartó félhüvelyei szárainak szabad végei egy szomszédos főhüvely távtartó félhüvelyei szárainak szabad végeivel találkoznak. Ezeket a találkozási helyeket összehegesztik és így olyan hosszvarratok jönnek létre, amelyek a reaktor-fűtőelemen átfolyó hűtőközeg számára csupán kis áramlási ellenállást jelentenek.

A fejlett nyomottvizes reaktoroknál a fűtőelemrudak távtartása nehézségeket okoz, mivel távolságuk a hagyományos nyomottvizes reaktorokhoz képest nagyon kicsi és a rudak elrendezése más.

Találmányunk célja olyan távtartóval ellátott fűtőelem és a távtartó előállítására szolgáló olyan eljárás kialakítása, amelynél az áramlási ellenállás kis rúdtávolságok esetén is a lehető legkisebb és biztosítva van a rudak, különösen a fűtőelemrudak biztos tartása.

A találmány kidolgozásakor olyan reaktor-fűtőelemhez alkalmas távtartóból indultunk ki, amely egymással párhuzamos rudak, különösen nukleáris fűtőanyagot tartalmazó rudak befogadására szolgál, és ahol az egymás mellé helyezett hasábalakú hüvelyek rácsot képeznek, amelynek szegmenseibe egy-egy fűtóelemrúd helyezhető és a hüvelyekből nyelvek vannak kihajlítva.

A találmány szerint ezt a megoldást úgy fejlesztettük tovább, hogy a nyelvek élezett szabad végei a hüvelyek egymás mellé helyezésekor tompán egymáshoz illeszkednek és szomszédos hüvelyek falrészeit képezik, amelyeknek az illeszkedő végei hegesztés vagy forrasztás útján vannak összekötve.

Ily módon lehetővé válik a rácsszemek soros elhelyezése és elkerüljük az áramlási keresztmetszet szűkítéséhez vezető kettőzéseket, azaz átl ápolásokat a távtartó rácsszemeiben. A távtartó hüvelyeit egyetlen lemezdarabból, automatikusan igen nagy gyártási pontossággal lehet előállítani. A távtartó rácsosztását alkalmas szerelő és hegesztő készülékkel nagyon pontosan be lehet tartani.

A fejlett nyomottvizes reaktorokban való alkalmazáshoz előnyös, ha a hüvelyek alakja hatszögletes hasáb és a nyelvek a hüvelyeknek a sarkainál vannak kihajlítva. Ezáltal a találmány szerinti távtartó szerkezete jóval egyszerűbb és áramlási ellenállása kisebb, mint a nyolcszögletes főhüvelyekből és négyzetalakú távtartó hüvelyekből álló távtartóké, minthogy nincs szükség távtartó hüvelyekre.

A nyelvek szabad végei egy további előnyös kiviteli példánál ferdén le vannak élezve. így a hüvelyek előállítására igen vékony lemezt lehet alkalmazni anélkül, hogy a lemezt meg kellene kettőzni, azaz átlapolásra lenne szükség a tartós hegesztési varrat képzése végett.

Az áramlási ellenállások további csökkentése végett célszerű a hüvelyek legalább egy falrészén két párhuzamos bevágást készíteni és a bevágások közötti lamellákat kihajlítani, amelyek a hüvelyen átvezetett rudat játékmentesen megtámasztó rugókat képeznek.

A találmánynak tárgya még eljárás távtartók előállítására reaktor-fűtőelemekhez, amelyek egymással párhuzamos rudakból, különösen nukleáris fűtőanyagot tartalmazó rudakból állnak, ahol a rudak távtartó rácsszerkezetet képező hüvelyekben vannak elhelyezve.

A találmány szerinti eljárás során a fűtóelemrudakat befogadó hüvelyek kiterített palástját lemezből kivágjuk, ezt a palástot nyelvek számára bemetszésekkel, lamellák kialakításához párhuzamos bevágásokkal és szemekkel látjuk el, a kivágott palástot hasábalakú hüvellyé alakítjuk, az így kialakított hüvelypalást illeszkedő végeit összehegesztjük vagy összeforrasztjuk, a nyelveket és lamellákat kihajlítjuk és több hüvelyt úgy helyezünk egymás mellé, hogy a távtartókat képező nyelvek szabad végei szomszédos hüvelyek falrészeit képező módon tompán egymáshoz illeszkednek, a nyelvek szabad végeinek illeszkedő helyeit pedig hegesztéssel vagy forrasztással összekötjük és egy rácsot alakítunk ki, amelynek a szemei egy-egy rúd befogadására szolgálnak. Ez az eljárás kivágó és hajlító automatákon egyszerűen és olcsón megvalósítható.

Találmányunkat annak egy példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesen ábráink alapján, amelyek közül az

1. ábra egy reaktor fűtőelem nézete; a

2. ábra egy távtartó egy részének felülnézete; a

3. ábra egy hüvely felülnézete; a

4. ábra egy kiterített hüvelypalást és az

5. ábra egy, a 3. ábra szerinti hüvely oldalnézete.

Az 1. ábrán látható az 1 fűtőelem, amely 2 fűtóelemrudakból hatszögletes rácselrendezésben van kiépítve. A reaktor aktív zónájában előre megadott számú azonos fűtőelem van. Ezek a fűtőelemek a reaktor nyomótartályában vannak elhelyezve és a K nyíl irányában, alulról felfelé hűtőközeg áramlik át közöttük. Az 1 fűtőelem 2 fűtőelemrúdjait egy hordozószerkezet tartja, ami egy 3 fűtőelemfejből, egy 4 fűtőelemlábból és az előbbiek között lévő és nem ábrázolt vezérlőrudak számára szolgáló 5 vezetőcsövekből áll. Az 5 vezetőcsöveken vannak rögzítve a 6-11 távtartók, amelyek a 2 fűtóelemrudakat nyalábbá fogják össze és úgy tartják hogy szabadon kitágulhatnak és a hűtési keresztmetszetek azonosak. A fűtőelemek oldalt nyitott szer2

HU 210 553 Β kezete lehetővé teszi a hűtőközeg keresztirányú keveredését és egyenletessé teszi felmelegedését.

A 2. ábrán egy hatszögletes 11 távtartó egy részének felülnézete látható. A 11 távtartó hasábalakú 12 hüvelyek egymás mellé helyezésével rácsot képez. Ennek a rácsnak a szemei egy-egy 2 fűtőelemrúd befogadására szolgálnak.

Amint ez a 3. ábrán látható, mindegyik 12 hüvelyből 13 nyelvek vannak kihajlítva. Ezek a 13 nyelvek úgy képezik a szomszédos 12 hüvelyek falrészeit, hogy a 12 hüvelyek egymás mellé helyezésekor a 13 nyelvek szabad 13a nyelvvégei tompán egymáshoz illeszkednek. Az illeszkedési helyeket hegesztéssel kötjük össze és így a 14 hegesztési helyek jönnek létre.

A 13 nyelvek szabad végei ferdén le vannak élezve. Ez megkönnyíti a hegesztést, ha a 13 nyelvek vékonyak.

A hüvely előállításakor a 12 hüvely kiterített palástfelületét lemezből, például egy lemezcsíkból vágjuk ki a 4. ábra szerint. Ezzel egyidejűleg a nyelvek számára 19 bemetszéseket és lamellák képzésére 15,16 bevágásokat vágunk ki. A lamellákat kihajlítjuk, hogy 17 rugót képezzünk a hüvelyben vezetett rúd játékmentes megtámasztásához. így járulékos rugóelem alkalmazása nélkül a lágy rugalmas feszítést érünk el azáltal, hogy a 17 rugót abból a lemezdarabból alakítjuk ki, amely a palástot képezi. A kivágás után vagy a kivágással egyidejűleg 20 szemeket lehet benyomni. Ezek a 20 szemek később alátámasztó elemekként szolgálhatnak a hüvelybe helyezett fűtelemrúd számára.

A kivágott 18 palástot az 5. ábra szerint hasáb alakú hüvellyé alakítjuk. A 18 palást illesztési 21a, 21b oldalait összehegesztjük vagy összeforrasztjuk. A 13 nyelveket és a lamellákat már ezelőtt a folyamat előtt vagy ezután ki lehet hajlítani. A hüvelyt később edzdzük.

A 12 hüvelyben mindegyik, a hüvelyben tartandó rúd számára legalább egy hárompont-alátámasztás van, amelyet legalább két 20 szem és egy 17 rugó képez. Amint az a 4. és 5. ábrán látható, a 18 palástban szimmetrikusan, a hüvely mindkét végén lehetnek 19 bemetszések.

A 18 palást illeszkedő 21a oldalán előnyös 22 kivágást készíteni, amelybe a hüvely alakításakor a szembenlévő illeszkedő 21b oldalon lévő 23 lemezrész alakzáró módon kapcsolódik.

A 6-11 távtartó előállításához több 12 hüvelyt rácscsá állítunk össze. Ennek során a szomszédos 12 hüvelyek 13 nyelveiből falrészek képződnek új hüvelyek számára. így a 2. ábrán látható módon a 12, 12a, 12b hüvely összeillesztésekor a három 12, 12a, 12b hüvely nyelvei egy új, szomszédos 12c hüvelyt képeznek. Ugyanez a folyamat ismétlődik a többi hüvelynél. A távtartó széleken lévő szemeinél hosszabb falrészekkel rendelkező, oldalt nyitott 12d hüvelyeket alkalmazunk, amelyeket egy összefogó 1 la kerettel hegesztünk öszsze.

A találmány szerinti tartóval lehetővé válik a rácsszemek soros elhelyezése és elkerüljük az áramlási keresztmetszet szűkítéséhez vezető kettőzéseket, azaz átlapolásokat a távtartó rácsszemeiben. A távtartó hüvelyeit egyetlen lemezdarabból, automatikusan igen nagy gyártási pontossággal lehet előállítani. A távtartó rácsosztását alkalmas szerelő és hegesztő készülékkel nagyon pontosan be lehet tartani.

Hatszögletes hasáb alakú hüvelyek és a hüvelyek sarkainál kihajlított nyelvek esetén a találmány szerinti távtartó szerkezete jóval egyszerűbb és áramlási ellenállása is kisebb, mint a nyolcszögletes főhüvelyekből és négyzetalakú távtartó hüvelyekből álló távtartóké, minthogy nincs szükség távtartó hüvelyekre.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Távtartó reaktor-fűtőelemhez egymással párhuzamos rudak, különösen nukleáris fűtőanyagot tartalmazó rudak befogadására, ahol egymás mellé helyezett hasábalakú hüvelyek rácsot képeznek, amelyekbe egyegy fűtőelemrúd behelyezhető és a hüvelyekből nyelvek vannak kifelé hajlítva, azzal jellemezve, hogy a nyelveknek (13) élezetten vágott szabad végei (13a) vannak, amelyek a hüvelyek (12) egymás mellé helyezésekor tompán egymáshoz illeszkednek és szomszédos hüvelyek (12c) falrészeit képezik, és az illeszkedési helyek (14) hegesztéssel vagy forrasztással vannak összekötve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti távtartó, azzal jellemezve, hogy a hüvelyek (12) hatszögletes hasáb alakúak és a nyelvek (13) a hüvelyek (12) sarkainál (13b) vannak kihajlítva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti távtartó, azzal jellemezve, hogy a nyelvek (13) szabad végei ferdén élezettek.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti távtartó, azzal jellemezve, hogy a hüvelyek (12) legalább egyik falrészén (13c) két párhuzamos bevágás (15, 16) van és a bevágások között, a hüvelyben vezetett rudat játékmentesen megtámasztórugót (17) képező lamella van kihajlítva.
5. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti távtartó, azzal jellemezve, hogy a hüvely (12) legalább két falrészén legalább egy-egy, a fűtőelemet megtámasztó szem (20) van.
6. 6. Eljárás reaktor-fűtőelem távtartójának, előnyösen egymással párhuzamos rudakból, különösen nukleáris fűtőanyagot tartalmazó rudakból álló reaktor-fűtőelem távtartójának előállítására, ahol a rudak távtartó rácsszerkezetet képező hüvelyekben vannak elhelyezve, azzal jellemezve, hogy a fűtőelemrudakat (2) befogadó hüvelyek (12) kiterített palástját (18) lemezből kivágjuk, ezt a palástot (18) a nyelvek (13) számára bemetszésekkel (19), lamellák kialakításához párhuzamos bevágásokkal (15, 16), továbbá szemekkel (20) látjuk el, a kivágott palástot (18) hasábalakú hüvellyé alakítjuk, a kialakított hüvelypalást illeszkedési helyeit összehegesztjük vagy összeforrasztjuk, a nyelveket (13) és lamellákat kihajlítjuk és több hüvelyt (12) úgy helyezünk egymás mellé, hogy a távtartókat képező nyelvek (13) szabad végeit (13a) szomszédos hüvelyek (12c) falrészeit (13c) képző módon tompán egymáshoz illesztjük, a nyelvek (13) szabad végeinek (13a) illeszkedő helyeit (14) pedig hegesztéssel vagy forrasztással összekötjük.