HU214389B - Spacer grids for nuclear fuel elements - Google Patents

Spacer grids for nuclear fuel elements Download PDF

Info

Publication number
HU214389B
HU214389B HU9400492A HU9400492A HU214389B HU 214389 B HU214389 B HU 214389B HU 9400492 A HU9400492 A HU 9400492A HU 9400492 A HU9400492 A HU 9400492A HU 214389 B HU214389 B HU 214389B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
strips
ribbons
tapes
spacer grid
grid according
Prior art date
Application number
HU9400492A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT69807A (en
HU9400492D0 (en
Inventor
Peter John Ferris
Paul Gerard Giddins
Paul Turner
Original Assignee
British Nuclear Fuels Plc.
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 British Nuclear Fuels Plc. filed Critical British Nuclear Fuels Plc.
Publication of HU9400492D0 publication Critical patent/HU9400492D0/en
Publication of HUT69807A publication Critical patent/HUT69807A/en
Publication of HU214389B publication Critical patent/HU214389B/en

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
    • G21C3/34Spacer grids
    • G21C3/352Spacer grids formed of assembled intersecting strips
    • 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)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

A találmány tárgya távtartó rácsőzat nűkleáris fűtőelemekhez, példáűlfűtőanyagrűdakhőz vagy fűtőanyagpálcákhőz. A távtartó rácsőzatpárhűzamős szalagők (1a, 1b, 1c) egymást kölcs nösen metsző ésegymással összekapcsőlt csőpőrtjaiból áll. A szalagők (1a, 1b, 1c)hárőm csőpőrtőt képeznek. A szalagők (1a, 1b, 1c) közötti terek (3)keresztirányú keresztmetszetükben lényegé en szabályős hatszögek,amiket lényegében egyenlőőldalú hárőmszögek választanak el egymástól. ŕFIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a spacer lattice for nickel heating elements, exemplary fuel bundle or fuel rods. The spacer is made up of a pair of intersecting and reciprocally bonded tubular cores of lattice strips (1a, 1b, 1c). The ribbons (1a, 1b, 1c) form a three-legged pipe spreader. The spaces (3) between the ribbons (1a, 1b, 1c) in their transverse cross-section are substantially regular hexagons separated by substantially equilateral triangles. ŕ

Description

A találmány tárgya távtartó rácsozat nukleáris fűtőelemekhez. A nukleáris fűtőelemek lehetnek rudak vagy pálcák.The present invention relates to a spacer grille for nuclear fuel elements. Nuclear fuel elements may be rods or rods.

Az ilyen rácsozatot az atomenergia-iparban több, egymástól bizonyos távolságban lévő nukleáris fűtőanyagrúd vagy fűtőanyagpálcák tartására alkalmazzák, amik egy atomerőműben alkalmazott fűtőanyag-szerelvényt képeznek. A fűtőanyag rendszerint a rúd vagy pálca külső házában van.Such a grid is used in the nuclear industry to support a plurality of spaced-apart nuclear fuel rods or fuel rods that form a fuel assembly used in a nuclear power plant. The fuel is usually located in the outer housing of the rod or rod.

Sokféle típusú távtartó rácsozat ismeretes, de ezek gyártása és ellenőrzése gyakran bonyolult. A rácsozatot képező egyes sejteket például egyes esetekben hosszuk mentén összehegesztik. A hegesztési műveleteket nem könnyű végrehajtani, ezek a műveletek nagyon időigényesek és ezért drágák.There are many types of spacer grids, but they are often complex to manufacture and control. For example, some cells forming a grid are, in some cases, fused along their lengths. Welding operations are not easy to perform and are very time consuming and therefore expensive.

Az US 4775509 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom leír egy távtartó rácsozat elrendezést. Ebben az elrendezésben a futőanyagpálcák párhuzamos lemezek között vannak elhelyezve, amik az elrendezés mértani tengelyének hosszában különböző irányokban és különböző távközökben vagy szinteken helyezkednek el. Ezáltal a lemezcsoportok a pálcán szükséges érintkezésnek egy töredékét hozzák létre minden szinten a mértani tengely hosszában és a szinten a töredékek összeadódva hozzák létre a teljes érintkezést. Ennek az elrendezésnek bonyolult a gyártása és a szerelése, továbbá a pálcán a lemezek által létesített érintkezési pontok egymástól való távköze nem ideális.U.S. Pat. No. 4,775,509 describes a spacer grid arrangement. In this arrangement, the trace rods are disposed between parallel plates disposed in different directions and at different spacings or levels along the geometric axis of the arrangement. Thus, the disk groups create a fraction of the contact required on the rod at each level along the geometric axis, and at the level the fragments add up to form the entire contact. This arrangement is complicated to manufacture and assemble, and the distance between the points of contact of the plates on the rod is not ideal.

A GB 2081961A számú szabadalmi bejelentés ismertet egy távtartó rácsozat elrendezést, amiben két csoport, egymáshoz kölcsönösen rögzített lemez egy négyzet alakú rácsozatot képez. Több sor folytonos, külön hozzátett egyedi szalag - amik a két lemezcsoporttal szöget bezáró rugókat képeznek - könnyíti meg a fűtőanyagpálcák tartását a rácsozat lemezeinek belső oldalain lévő gyűszűvégződések között. A rugókat képező egyedi szalagok gyártása bonyolult és szerelésük drága. Az ilyen szalagok szerelés előtt nagyszámú különálló alkatrészből állnak. A leírt rugóknál a szalagokban viszonylag nagy eltoló mozgást létesítő haj lítások vannak és emiatt a rugók és végződések fogóereje a pálcán nem ideális.GB 2081961A discloses a spacer grid arrangement in which two sets of mutually fixed plates form a square grid. Multiple rows of continuous, individually added ribbons, forming angled springs with two sets of plates, make it easier to hold the fuel rods between the thimbles on the inside of the grid plates. The production of individual bands forming springs is complicated and expensive to install. Such tapes consist of a large number of separate components prior to assembly. With the springs described, the belts have relatively large displacement bends and therefore the gripping force of the springs and the ends on the rod is not ideal.

Találmányunk célja az ismert távtartó rácsozatok leírt hátrányainak kiküszöbölése.The object of the present invention is to overcome the described drawbacks of known spacer grids.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a nukleáris fűtőelemekhez, így fűtőanyagrudakhoz és fűtőanyagpálcákhoz szolgáló távtartó rácsozat párhuzamos szalagok egymást kölcsönösen metsző és egymáshoz rögzített csoportjaiból áll. A szalagok három csoportot képeznek és a szalagok közötti terekben keresztirányú keresztmetszetükben lényegében szabályos hatszögek vannak, amiket lényegében egyenlőoldalú háromszögek választanak el egymástól.According to the invention, this object is solved by a spacer grid of parallel ribbons for nuclear fuel elements, such as fuel rods and fuel rods, which are mutually intersecting and fixed to each other. The ribbons form three groups, and the spaces between the ribbons have substantially regular hexagons in their transverse cross-sections, which are separated by substantially equilateral triangles.

Ebben a rácsozatban a fűtőelemek - fűtőanyagrudak és futőanyagpálcák - használat közben a szalagok közötti hatszögű terekben vannak elhelyezve. Két vagy több rács szolgálhat arra, hogy a fűtőelemkészleteket az elemek hosszában különböző helyzetekben tartsa. A fűtőelemek lehetnek fűtőanyagrudak vagy fűtőanyagpálcák, amik célszerű módon hosszú, egyenes, kör keresztmetszetű hengerek. A rács hatszögű tereit úgy lehet kialakítani, hogy minden rudat vagy pálcát a hatszöget képező, befelé mutató szalagfelületekkel való súrlódó érintkezés tartja.In this grid, the heating elements, fuel rods and fuel rods, are located in hexagonal spaces between the ribbons during use. Two or more grids can serve to hold the fuel assemblies in different positions along the length of the elements. The heating elements may be fuel rods or fuel rods, which are preferably long, straight cylinders of circular cross-section. The hexagonal spaces of the grid can be formed by frictional contact of each rod or rod with the inwardly directed ribbed surfaces forming the hexagon.

A szalagoknak az egyes hatszögeket képező, befelé mutató felületein vagy kiválasztott részein, például az egyes hatszögeket határoló hat felület közül három felületen előnyös módon lehetnek olyan alakzatok, amik elősegítik a fűtőanyagrúd vagy fűtőanyagpálca tartását. Ezek az alakzatok előnyös módon mind lényegében ugyanabban a magasságban vannak, mint amikor a rácsozat össze van állítva és tartja a fűtőanyagpálcákat. Például egy adott hatszög minden második felületén (például első, harmadik és ötödik felületén, ha a felületek sorban vannak számozva) lehet egy gyűszű, illetőleg egy gyűszű és egy rugó úgy, hogy a hatszögű térben tartott fűtőanyagrudat vagy futőanyagpálcát a rugó a gyűszűkhöz szorítja és ezáltal a fűtőanyagrúd vagy fűtőanyagpálca mértani tengelye előnyös módon egybeesik a hatszög középpontjával.Preferably, the inwardly facing surfaces or selected portions of the tapes forming the individual hexagons, such as three of the six surfaces delimiting each hexagon, may have shapes that facilitate the holding of the fuel rod or fuel rod. Preferably, these shapes are all at substantially the same height as when the grid is assembled and holds the fuel rods. For example, every other surface of a given hexagon (e.g., the first, third, and fifth surfaces, if the surfaces are numbered in series) may have a thimble or a thimble and a spring such that the fuel rod or fuel rod held in the hexagon is pressed against the thimble the geometry axis of the fuel rod or fuel rod preferably coincides with the center of the hexagon.

Az egymást metsző szalagok előnyös módon szabályos hatszög alakú tereket képeznek. A rács geometriai elrendezése olyan, hogy a hatszög minden második oldalai találkozva egyenlőszárú háromszögeket képeznek úgy, hogy a hatszög oldala közöttük van. Mindegyik háromszög területe a hatszög területének egyhatodával egyenlő (vagy közel egyenlő). Az ily módon a hatszög találkozó oldalai által képzett mind a hat háromszög körül bezárt alak egy hatágú csillag a hatszög körül. A háromszög alakú terek megfelelő módon lehetővé teszik a hűtőközeg áramlását a rudak vagy pálcák mértani tengelyével párhuzamos irányban, amikor a rácsozat és a fűtőanyagrúd-, illetőleg fűtőanyagpálca-szerelvény használatban van.The intersecting strips preferably form regular hexagonal spaces. The geometric arrangement of the lattice is such that every other side of the hexagon meets to form equilateral triangles with the sides of the hexagon between them. The area of each triangle is equal to (or nearly equal to) one-sixth the area of the hexagon. In this way, all the shapes formed by the sides of the hexagon meeting around each triangle are a six-pointed star around the hexagon. The triangular spaces suitably allow the refrigerant to flow in a direction parallel to the axis of the rods or rods when the grid and fuel rod or fuel rod assembly are in use.

A külső burkolat alakját és ezáltal a rácsozat által tartott rudak vagy pálcák bezárt alakzatát a reaktormagban lévő üreg alakja határozza meg, amiben az egész szerelvényt (vagyis a rácsozatot, valamint a rácsozat által tartott rudakat vagy pálcákat) el kell helyezni (az ismert módon). Magát a rácsot egy külső burkoló szalag veheti körül, ami maga is hatszög alakú vagy egy másik változat szerint négyzet alakú.The shape of the outer casing, and thus the enclosed shape of the bars or rods held by the lattice, is determined by the shape of the cavity in the reactor core, in which the entire assembly (i.e., the lattice and rods or rods supported by the lattice) The grid itself may be surrounded by an outer wrapping tape, which may itself be hexagonal or, alternatively, square.

A rácsozat hatszögű tereit képező szalagok egyik vagy mindkét metsző élén (vagyis a hatszögű terek mértani tengelyeire merőleges éleken) előnyös módon végnyelvek vannak, amik megkönnyítik a szalagok hegesztését. További végnyelvek lehetnek az első szalagon, ami lépcsőt képez és így lehetővé teszi a hűtőközeg keverését az atomreaktorban való alkalmazáskor. Erre az utóbbi célra a nyelveken a rácsnak az áramlási irányban lejjebb lévő oldalán (vagyis azon az oldalán, ami a rááramló hűtőközegáram irányában tovább van) előnyös módon keverőlapátok vannak. Az ilyen lapátok növelik a hűtőközegáram örvénylését, amikor a hűtőközeg átfolyik a rácson. Ez javítja a hűtőközeg hőátadóképességét.The strips forming the hexagonal spaces of the grid preferably have end tongues at one or both intersecting edges (i.e., edges perpendicular to the geometric axes of the hexagonal spaces), which facilitate the welding of the strips. Additional end tongues may be provided on the first ribbon, forming a step and thereby allowing the refrigerant to be mixed when used in the nuclear reactor. For this latter purpose, the tongues preferably have agitator blades on the downstream side of the grid (i.e., the side further downstream of the flow of refrigerant). Such blades increase the swirling of the refrigerant stream as the refrigerant flows through the grid. This improves the heat transfer capacity of the refrigerant.

Az ismertetett szalagokat ugyanúgy lehet összekapcsolni, mint az Egyesült Királyságban a tojástálca-rácsokat, amiket tojásoknak tojásos dobozba való csomagolásához használnak. A találmány szerinti szalagokon előnyös módon van egy sor, egymástól szabályos távolság2The ribbons described can be linked in the same way as in the UK the egg tray grids used to pack eggs in an egg box. Preferably, the tapes of the present invention have a plurality of regular spacings 2

HU 214 389 Β bán lévő rés, amik lehetővé teszik, hogy a szalagok messék egymást és kölcsönösen összekapcsolódjanak egymással. Ezeket a réseket például az egyik szalagcsoportban lévő szalagoknak váltakozva a felső és alsó élén és a másik két szalagcsoportban a szalagoknak csak az egyik élén lehet kialakítani. A rések mindkét esetben befelé, a szalag középpontja felé, előnyös módon a szalag hosszú mértani tengelyére merőlegesen helyezkednek el. A rések hossza előnyös módon valamivel több, mint 0,5 W, ahol W a szalag átlagos mélysége, ami nem tartalmazza a szalag éleiből kinyúló oldalnyelveket. Ez a réshossz biztosítja az összeillesztett szalagok kellő kapcsolódását. A rések átmehetnek a nyelveken, ha vannak ilyenek. A rések szélessége előnyös módon valamivel nagyobb, mint a szalagok vastagsága, hogy a szalagok szorosan illeszkedjenek a résekbe. A szalagokban lehetnek további rések is, amik nem nyúlnak a szalagok éléig. Ezek a további rések működés közben tovább könnyítik a hűtőközeg áramlását. A további rések előnyös módon párhuzamosak az elsőként említett résekkel. A korábban említett rugókat - ha alkalmazunk ilyeneket - a szalagoknak az említett további rések közötti sajtolása útján lehet kialakítani.EN 214 389 Β, which allow the tapes to be far apart and interconnected. For example, these gaps can be formed alternately at the top and bottom edges of the tapes in one band group and only at one edge of the tapes in the other two band groups. In either case, the slits are inwardly directed toward the center of the web, preferably perpendicular to the longitudinal axis of the web. Preferably, the length of the slits is slightly more than 0.5 W, where W is the average depth of the tape, which does not include the side tabs protruding from the edges of the tape. This gap length ensures that the assembled strips are properly connected. The gaps can pass through the tongues, if any. Preferably, the width of the slits is slightly larger than the thickness of the strips so that the strips fit snugly into the slots. There may be additional gaps in the tapes that do not extend to the edges of the tapes. These additional slots further facilitate the flow of refrigerant during operation. Preferably, the additional gaps are parallel to the first gaps. The aforementioned springs, if any, may be formed by extruding the straps between said further gaps.

A találmány szerinti távtartó rácsozat előnyös módon egyszerűbben gyártható, mint az ismert távtartó rácsozat és szerkezete eredendően szilárdabb. így jobb érintkezést eredményez a megtartandó fűtőanyagpálcákkal. Minthogy a szalagok nincsenek meghajlítva, ezért megmarad a szalag eredeti szilárdsága. Ez kiküszöböli a szalaganyag hajlításával járó problémákat. A kapcsolódó szalagokat a kölcsönös súrlódási erők szilárdan együtt tartják. A szalagok közötti hegesztett kötéseket a szalagok oldaléléin lehet kialakítani, ahol az élek metszik egymást. Ezeket a kötéseket azonban a hegesztési helyek hozzáférhetősége révén könnyen ki lehet alakítani, és csak kis mennyiségű hegesztőanyagot igényelnek, mivel nem kell a szalagok közötti metszések hosszára kitérj edniök. A szilárdság növelése végett a szalagok néhány vagy összes metszésénél, a felső vagy alsó éleken további hegesztéseket lehet készíteni. A találmány szerinti szalagoknál nem kell olyan sok alkatrészt összeszerelni, mint a korábbiaknál.The spacer grid according to the invention is preferably simpler to manufacture than the known spacer grid and is inherently more rigid in structure. This results in better contact with the fuel rods to be retained. Since the tapes are not bent, the original strength of the tape is retained. This eliminates the problems of bending the tape. The associated tapes are held together by the mutual friction forces. The welded joints between the strips may be formed at the side edges of the strips where the edges intersect. However, these joints are easy to form due to the accessibility of the welding sites and require only a small amount of welding material since they do not have to be cut to length between the ribbons. In order to increase the strength, further welds may be made at some or all of the ribbing cuts, at the upper or lower edges. The belts of the present invention do not need to assemble as many components as before.

Az atomreaktorban a hűtőközeg a fűtőanyag-szerelvény aljától a fűtőanyag-szerelvény teteje felé mozog és a hőcserélőkhöz távozik. Kívánatos, hogy a fűtőanyagszerelvény a hűtőközeg nyomását kismértékben csökkentse úgy, hogy a reaktormagon áthaladó hűtőközeg nyomását minimalizálni lehessen. A hűtőközeg nyomása mindig csökken egy bizonyos mértékkel, ahányszor érintkezésbe kerül egy fűtőelem távtartó rácsozatával. A találmány szerinti rácsozat a hűtőközeg számára csak egy szalagvastagságnyi akadályt jelent, és ezért minimális nyomásesést okoz. Ez lehetővé teszi a reaktor hatásfokának maximálását.In the nuclear reactor, the refrigerant moves from the bottom of the fuel assembly to the top of the fuel assembly and discharges to the heat exchangers. It is desirable that the fuel assembly slightly reduce the refrigerant pressure so as to minimize the pressure of the refrigerant passing through the reactor core. The refrigerant pressure is always reduced to a certain extent each time it comes into contact with the spacer grid of a heating element. The grid according to the invention represents only one bar of barrier thickness for the refrigerant and therefore causes minimal pressure drop. This allows you to maximize reactor efficiency.

A hasadásmentes (parazita) neutronok befogása is minimalizálódik. Ez, valamint a nyomásesés minimalizálása csökkenti a reaktor fűtőanyagciklusának költségeit.The capture of fission-free (parasitic) neutrons is also minimized. This, together with minimizing pressure drop, reduces the cost of the reactor fuel cycle.

A következőkben összefoglaljuk a találmány szerinti rácsozat jellemzőit és előnyeit. Ez a rácsozat nagyon szilárd és merev szerkezetű és egyszerű Összekapcsoló szereléssel kialakítható. A hornyok elhelyezési mintája biztosítja a könnyű gyárthatóságot. A hegesztési helyek száma és helyzete minimalizálva van, ami csökkenti a gyártási költségeket. A rácsokat alacsony neutronbefogású anyagból (például Zircalloy 4 ötvözetből) lehet készíteni. A rácshoz felhasznált anyag mennyisége minimalizálva van, ami csökkenti a nem hasadó neutronok befogását. A fűtőelemek rugóterhelése a rácsozatban könnyen állítható. A fűtőelemek mérete a reaktorban kapott besugárzás hatására nem növekszik. A rácsok alkalmas megtámasztást képeznek a fűtőelemek számára a szállítás és kezelés idejére. A rácsok a hűtőközeg nyomását minimális mértékben csökkentik, bár - ahol erre szükség van - hűtőközegkeverő lapátokat lehet alkalmazni.The following is a summary of the features and advantages of the lattice according to the invention. This grille has a very solid and rigid structure and can be formed with a simple Coupler assembly. The groove placement pattern ensures easy manufacturing. The number and position of welding sites is minimized, which reduces manufacturing costs. Grids can be made of low neutron capture material (such as Zircalloy 4 alloy). The amount of material used for the lattice is minimized, which reduces the capture of non-fissionable neutrons. The spring load of the heating elements in the grille is easily adjustable. The size of the fuel elements does not increase due to irradiation in the reactor. The grilles provide a suitable support for the heating elements during transport and handling. Grids minimize refrigerant pressure, although refrigerant mixing vanes can be used where necessary.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül azThe invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1. ábra nukleáris fűtőanyagpálcához szolgáló távtartó és tartó rácsozat felülnézete, aFigure 1 is a plan view of a spacer and support grid for a nuclear fuel rod, a

2. ábra az 1. ábra szerinti rácsban alkalmazott szalag oldalnézete, aFigure 2 is a side view of the strip used in the grid of Figure 1, a

3. ábra a 2. ábra szerinti szalag III-III vonal szerinti metszete, aFigure 3 is a sectional view taken along line III-III of the strip of Figure 2, a

4. ábra a 2. ábra szerinti szalag IV-IV vonal szerinti metszete, azFigure 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the strip of Figure 2;

5. ábra az 1. ábra szerinti rácsban alkalmazott szalag egy másik kiviteli alakjának oldalnézete, aFigure 5 is a side view of another embodiment of the belt used in the grid of Figure 1, a

6. ábra az 5. ábra szerinti szalag VI-VI vonal szerinti metszete, aFigure 6 is a sectional view taken along line VI-VI of Figure 5, a

7. ábra az 5. ábra szerinti szalag VII-VII vonal szerinti metszete.Figure 7 is a sectional view taken along line VII-VII of the strip of Figure 5.

Ahogyan ez az 1. ábrán látható, a rácsot egy sor la szalag képezi, amik egy első irányban haladva metszenek egy sor lb szalagot és azokkal össze vannak kapcsolva. Az lb szalagokból álló második sor egy második irányban halad, ami az első iránnyal 120°-os szöget zár be. Az la szalagokból álló első sor továbbá metszi az le szalagokból álló sort, ami egy harmadik irányba halad. Ez a harmadik irány az első és a második iránnyal 120°-os szöget zár be. Az la, lb és le szalagokat nagy szilárdságú, megmunkálható fémből lehet készíteni, aminek a neutronbefogási képessége megfelelő. Ilyen fém például a rozsdamentes acél vagy a Zircalloy ötvözet.As shown in Fig. 1, the grid is formed by a series of ribbons la which, in a first direction, intersect a series of ribbons lb and are connected thereto. The second row of lb bands runs in a second direction, which makes an angle of 120 ° with the first direction. The first row of ribbons la also intersects the row of ribbons down which goes in a third direction. This third direction has an angle of 120 ° with the first and second directions. The bands la, lb and le may be made of high-strength machinable metal with adequate neutron capture capacity. Examples of such metals are stainless steel or Zircalloy alloy.

Az la, lb és le szalagok között a nem ábrázolt fűtőanyagrudak vagy fűtőanyagpálcák tartására szolgáló hatszögű 3 terek vannak kialakítva és a hatszögű 3 terek között háromszögű 5 terek vannak kialakítva. Az 5 terek elősegítik a hűtőközeg áramlását a fűtőanyagpálcák között a működés közben.Between the ribbons 1a, 1b and down, hexagonal spaces 3 are provided for holding fuel rods or fuel rods (not shown) and triangular spaces 5 are formed between hexagons 3. The spaces 5 facilitate the flow of refrigerant between the fuel rods during operation.

Az la szalagok oldalfalain 7a gyűszűk vannak kialakítva, amik befelé állnak és a hatszögű 3 terekkel határosak. Az lb szalagok oldalfalain 7b gyűszűk vannak kialakítva, amik ugyancsak befelé állnak és a hatszögű 3 terekkel határosak.On the side walls of the strips la there are formed thimbles 7a which extend inwardly and abut the hexagonal spaces 3. The side walls of the lb strips are provided with thimbles 7b which also extend inwardly and abut the hexagonal spaces 3.

Befelé hajlított szalagokként kialakított 9 rugók vannak az la szalagok oldalfalain, amik befelé állnak és a hatszögű 3 terekkel határosak.The springs 9, formed as inwardly curved ribbons, are provided on the side walls of the ribbons la, which are inwardly facing and bounded by the hexagonal spaces 3.

HU 214 389 ΒHU 214 389 Β

Az la, lb és le szalagok által képzett hatszögek és háromszögek teljes konfigurációját egy külső hatszögű szalag határolja. A külső 10 szalag befelé mutató falain a 7a gyűszűkhöz hasonló 12 gyűszűk vannak ott, ahol a 10 szalag az la és lb szalagokkal párhuzamos és rugók vannak ott, ahol a 10 szalag az le szalagokkal párhuzamos.The entire configuration of the hexagons and triangles formed by the bands la, lb and down is bounded by an outer hexagonal ribbon. On the inwardly facing walls of the outer strip 10 there are thimbles 12 similar to thimbles 7a where the ribbon 10 is parallel to the ribbons la and lb and the springs where the ribbon 10 is parallel to the down ribbons.

A 2-4. ábrán a szalagok egyik fajtája, mégpedig az le szalagok láthatók, amikből az 1. ábrán látható rács van kialakítva. Az egyes le szalagok hossza annak a helyzetnek megfelelően van megválasztva, amely helyzetet az le szalag a rácsban elfoglal a 10 szalag által képzett körülfogó hatszögű burkolatban. (Az, hogy különböző hosszúságú szalagokra van szükség, nyilvánvaló a szalagoknak az 1. ábrán látható elrendezéséből). Ugyanez a helyzet az la és lb szalagokkal is.2-4. FIG. 1A shows one of the types of tapes, the down tapes, from which the grid of FIG. 1 is formed. The length of each strip is selected according to the position occupied by the strip in the lattice in the enclosing hexagonal envelope formed by the strip. (The need for tapes of different lengths is evident from the arrangement of the tapes shown in Figure 1). The same is true with the bands la and lb.

Ahogyan ez a 2. ábrán látható, az le szalag mintája P osztású ismétlődő egységekből áll. A mintában lévő minden egységben az le szalag felső élén keverőlapátokat képező két nagy 11 nyelv és két kis, hegesztési helyként szolgáló 13 nyelv van. A 11 és 13 nyelvek a felső él hosszában váltakozva vannak elhelyezve. Minden második 13 nyelvnél - ami a 2. ábrán 13a nyelvként van jelölve - a 13a nyelven egy 15 rés megy át, ami merőleges az 1 c szalag hosszirányú mértani tengelyére (vagyis a 2. ábrán a IV-IV vonallal egybeeső mértani tengelyre). Szükség esetén a keverőlapátként szolgáló nyelveket be lehet hajlítani azokra a területekre, amik a háromszögű 5 tereket fogják képezni az 1. ábra szerinti váltakozó mintában az le szalag hosszában. Mindegyik rés lényegében az le szalag közepe felé, vagyis a IV-IV vonal felé irányul, ami közelítőleg a fele az le szalag átlagos szélességének (figyelmen kívül hagyva azt a plusz szélességet, amit az le szalag élein lévő nyelvek jelentenek). Az le szalag felső élén lévő kis 13 nyelvekkel szemben a szalag alsó élén kis, 17 nyelvek vannak, amik szintén a hegesztést teszik lehetővé. Minden második 17 nyelvnél - amit 17a nyelvként jelöltünk - egy 19 rés megy át a 17a nyelven. A 19 rés párhuzamos a 15 résekkel. Mindegyik 19 rés lényegében az 1 c szalag közepe felé irányul. A 15 és 19 rések váltakozva helyezkednek el az le szalag hosszában.As shown in Figure 2, the pattern of the down ribbon consists of P-division repeating units. Each unit in the sample has two large tongues 11 and two small tongues 13 which serve as welding points at the upper edge of the down band. The tongues 11 and 13 are arranged alternately along the upper edge. For each second tongue 13, denoted as tongue 13a in Fig. 2, tongue 13a passes through tongue 13a which is perpendicular to the longitudinal axis of ribbon 1c (i.e., geometric axis IV-IV in Fig. 2). If necessary, the tongues serving as mixing vanes can be bent into areas which will form triangular spaces 5 in the alternating pattern of Figure 1 along the length of the down belt. Each slot is substantially directed toward the center of the down band, i.e. line IV-IV, which is approximately half the average width of the down band (ignoring the extra width represented by the tongues at the edges of the down band). As opposed to the small tongues 13 at the upper edge of the strip, the tongue has small tongues 17 at the bottom edge which also allow welding. For every other 17 languages, designated 17a, a gap 19 passes through 17a. The slot 19 is parallel to the slot 15. Each of the slots 19 is substantially oriented towards the center of the strip 1c. The slots 15 and 19 alternate along the length of the down ribbon.

Ahogyan ez a 3. és 4. ábrán látható, az le szalagban, a váltakozó 15 és 19 réspárok közötti részen (vagyis az első, harmadik, ötödik stb. réspár között, de a második, negyedik, hatodik stb. réspár között nem) 9 rugók vannak kialakítva. Ez biztosítja, hogy a 9 rugók azokon a helyeken legyenek kialakítva, amelyek a hatszögű 3 tereket tartalmazzák. A 9 rugók helyzetei egy szintben vannak a váltakozó nagy 11 nyelvekkel. A 9 rugók az le szalagban kiképzett két-két 21 rés között vannak kialakítva, amik nem terjednek az le szalag éleiig. A 9 rugóknak hajlított részeik vannak, amiket úgy alakítunk ki, hogy az le szalagot annak síkjára merőlegesen, aAs shown in Figures 3 and 4, in the down strip, between the alternating pairs of slots 15 and 19 (i.e., between the first, third, fifth, etc., but not between the second, fourth, sixth, etc., slice pairs) 9 springs are formed. This ensures that the springs 9 are formed at the locations containing the hexagonal spaces 3. The positions of the springs 9 are flush with the alternating large tongues 11. The springs 9 are formed between two slots 21 formed in the down belt, which do not extend to the edges of the down belt. The springs 9 have curved portions which are formed such that the strip is perpendicular to its plane,

2. ábra szerint benyomjuk.2.

Az 5-7. ábrán látható, hogyan alkalmazzuk az lb szalagokat az 1. ábrán látható rácsban. Az la szalagok ugyanolyanok, mint az lb szalagok. Az lb szalagokban is P osztású ismétlődő egységekből álló minta van. A mintán belül mindegyik egységben az lb szalag felső élén a 13a nyelvekhez hasonló két kis 23 nyelv van a hegesztéshez, és a 15 résekhez hasonló 25 rések mennek át a 23 nyelveken lényegében az lb szalag közepe felé. Ebben az esetben P osztású egységenként két 25 rés van, és a 25 rések átmennek mindegyik 23 nyelven (nemcsak a minden második nyelven, mint a 2. ábrán). Az lb szalag alsó élén a 23 nyelvekkel szemben a 2. ábra szerinti 13 nyelvekhez hasonló 27 nyelvek vannak. Ebben az esetben 29 gyűszűk vannak az lb szalag benyomása útján az lb szalag közepén kialakítva. (Ezek sűrűsége ismétlődő egységenként egy és így van biztosítva, hogy a 29 gyűszűk azokon a területeken legyenek, amik a hatszögű 3 tereket fogják képezni).5-7. 1A shows how lb strips are used in the lattice of FIG. The la bands are the same as the lb bands. The lb bands also have a pattern of repeating units of P division. Within each unit, each unit has two small tongues 23 similar to tongues 13a at the upper edge of the lb strip, and slots 25 similar to slots 15 pass through tongues 23 substantially toward the center of the lb band. In this case, there are two 25 slots per P division unit, and the slots 25 pass through each of the 23 languages (not just every other language as in Figure 2). At the lower edge of the strip lb, there are tongues 27 similar to the tongues 13 of Fig. 2, in contrast to the tongues 23. In this case, rings 29 are formed by pressing the lb in the center of the lb. (The density of these is one per repeating unit, so that the rings 29 are located in the areas that will form the hexagonal spaces 3).

A 25 rések sűrűsége az 1 a szalagokban különbözik az le szalagokban lévő 19 rések sűrűségétől (3. ábra), mivel ez a rács szerelési kialakításától függ. Lehetővé teszi a szalagok könnyű szerelését, illetőleg összekapcsolását a rács különböző helyein.The density of the slots 25 in the strips 1 a is different from the density of the slots 19 in the down strips (Fig. 3), since it depends on the configuration of the grid assembly. It allows easy installation and connection of the tapes in different places of the grid.

Használatkor az la, lbés 1 c szalagokat egy helyezőkészüléket alkalmazva illesztjük össze, hogy az 1. ábra szerinti rácsot kialakítsuk. A rács szerelésekor először az la szalagokat helyezzük a nem ábrázolt helyezőkészülékbe és az 1 c szalagokat ezekbe a szalagokba a réseknél beillesztjük. Ezután az la szalagokat megfordítjuk és 120°-kal elforgatjuk, hogy beilleszkedjenek az le szalagokban és az lb szalagokban lévő többi résbe. Az lb szalagokban lévő 25 rések és az la szalagokban lévő megfelelő rések fogadják be az le szalagokat, és az le szalagokban lévő 15 és 19 rések fogadják be az la és lb szalagokat. Az le szalagokon lévő 13 és 17 nyelvek, az lb szalagokon lévő 23 és 27 nyelvek, valamint az la szalagokon lévő megfelelő nyelvek megkönnyítik a szalagoknak az éleiken végzett ponthegesztéssel történő összekötését.In use, the tapes 1a, 1c and 1c are joined using a positioning device to form the grid of Figure 1. When installing the grid, the tapes la are first inserted into the positioning device (not shown) and the tapes 1c are inserted into these tapes at the slots. The bands la are then inverted and rotated by 120 ° to fit into the slots in the down bands and the other bands lb. The slots 25 in the lb bands and the corresponding slots in the bands la receive the down bands, and the slots 15 and 19 in the down bands receive the bands la and lb. The tongues 13 and 17 on the ribbons down, the tongues 23 and 27 on the ribbons lb and the corresponding tongues on the ribbons la make it easier to join the ribbons by spot welding at their edges.

Használat végett az 1. ábra szerinti nukleáris fűtőanyagrudakat vagy futőanyagpálcákat és a rácsokat az ismert módon szerelik össze. Az adott csoportban lévő rudakat vagy pálcákat hosszukban egy alkalmas helyen a rácsok alkalmas elrendezése tartja. Az egész így kialakított szerelvény a rácsok hatszögű alakja révén beilleszkedik a nukleáris reaktormag receptorába.For use, the nuclear fuel rods or rods of Figure 1 and the grids are assembled in a known manner. The rods or sticks in a given group are held in a suitable position by a suitable arrangement of the lattices. The entire assembly thus formed fits into the nuclear reactor nucleus through the hexagonal shape of the lattice.

Működés közben a nagy 11 nyelvek (2. ábra) a reaktormagban a fentebb leírt módon hűtőközeg-keverőlapátként szolgálnak.During operation, the large tongues 11 (Fig. 2) serve as a refrigerant agitator blade in the reactor core as described above.

Ha keverőlapátokat nem alkalmazunk, akkor a rácsban alkalmazott mindhárom szalagcsoport egyforma lehet, ami csökkenti a gyártási költségeket.If mixing vanes are not used, then all three groups of belts used in the grid can be the same, which reduces production costs.

Claims (9)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Távtartó rácsozat nukleáris fűtőelemekhez, például fűtőanyagrudakhoz vagy futőanyagpálcákhoz, ami párhuzamos szalagok egymást kölcsönösen metsző és egymással összekapcsolt csoportjaiból áll, azzal jellemezve, hogy a szalagok három csoportot képeznek és a szalagok közötti terekben (3) keresztirányú keresztmetszetükben lényegében szabályos hatszögek vannak, amiket lényegében egyenlőoldalú háromszögek választanak el egymástól.A spacer grid for nuclear fuel elements, such as fuel rods or fuel rods, consisting of mutually intersecting and interconnected groups of parallel ribbons, characterized in that the ribbons form three groups and have a transverse transverse cross-section (3) in the space between the ribbons. equilateral triangles separate. HU 214 389 ΒHU 214 389 Β 2. Az 1. igénypont szerinti távtartó rácsozat, azzal jellemezve, hogy a szalagok (la, lb és le) közötti hatszögű terekben (3) nukleáris fűtőelemek vannak elhelyezve.Spacer grid according to claim 1, characterized in that nuclear fuel elements are arranged in the hexagonal spaces (3) between the strips (1a, 1b and down). 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti távtartó rácsozat, azzal jellemezve, hogy a szalagokon (la, lb és le) vagy a hatszögű tereket (3) képező felületeiken, vagy kiválasztott részeiken rajtuk vagy belőlük kialakított alakzatok vannak, amik elősegítik a fűtőelemek tartását.Spacer grid according to claim 1 or 2, characterized in that the strips (1a, 1b and down) or the surfaces or selected portions forming the hexagonal spaces (3) have shapes formed thereon or therefrom which facilitate the heating elements. compliance. 4. A 3. igénypont szerinti távtartó rácsozat, azzal jellemezve, hogy az alakzatokat rugók (9,14) és gyűszűk (7a, 7b, 12, 29) képezik.Spacer grid according to claim 3, characterized in that the shapes are formed by springs (9,14) and rings (7a, 7b, 12, 29). 5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti távtartó rácsozat, azzal jellemezve, hogy egy hatszög vagy négyzet alakú külső burkoló rács szalag (10) veszi körül.Spacer grid according to any one of the preceding claims, characterized in that it is surrounded by a hexagonal or square outer wrapping grid strip (10). 6. Az előző igénypontok bármelyike szerinti távtartó rácsozat, azzal jellemezve, hogy a hatszögű tereket (3) képező szalagok (la, lb, le) egyik vagy mindkét metsző élén nyelvek (11,13,13a, 17, 17a, 23, 27) vannak, amikSpacer grid according to one of the preceding claims, characterized in that the strips (1a, 1b, le) forming the hexagonal spaces (3) have tongues (11,13,13a, 17, 17a, 23, 27) at one or both of the intersecting edges. there are some 5 a szalagok (1 a, 1 b, 1 c) hegesztését és a hűtőközeg keverését egy nukleáris reaktorban alkalmazva könnyebbé teszik.5 making welding of the strips (1a, 1b, 1c) and mixing refrigerant in a nuclear reactor easier. 7. Az előző igénypontok bármelyike szerinti távtartó rácsozat, azzaljellemezve, hogy a szalagokban szabályosSpacer grid according to any one of the preceding claims, characterized in that it is regular in the strips 10 távközökben rések (15,19,23,25) vannak, amik lehetővé teszik a szalagok (la, lb, le) kölcsönös összekapcsolását, és ezeknek a réseknek a szélessége valamivel nagyobb a szalagok (la, lb, le) vastagságánál, úgyhogy a szalagok (la, lb, le) szorosan illeszkednek a résekbeAt intervals there are gaps (15,19,23,25) which allow the tapes (la, lb, le) to be interconnected and the width of these gaps is slightly larger than the thickness of the tapes (la, lb, le), so that tapes (la, lb, down) fit snugly into the slots 15 (15,19,23,25).15 (15,19,23,25).
HU9400492A 1993-02-20 1994-02-21 Spacer grids for nuclear fuel elements HU214389B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB939303452A GB9303452D0 (en) 1993-02-20 1993-02-20 Spacer and holder grids for nuclear fuel elements

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9400492D0 HU9400492D0 (en) 1994-05-30
HUT69807A HUT69807A (en) 1995-09-28
HU214389B true HU214389B (en) 1998-03-30

Family

ID=10730778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9400492A HU214389B (en) 1993-02-20 1994-02-21 Spacer grids for nuclear fuel elements

Country Status (5)

Country Link
CZ (1) CZ283375B6 (en)
FI (1) FI113101B (en)
GB (2) GB9303452D0 (en)
HU (1) HU214389B (en)
SK (1) SK20094A3 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19915444A1 (en) * 1999-04-06 2000-10-19 Siemens Ag Nuclear reactor fuel element has a hexagon-shaped cross-section with fuel rods running vertical to this cross-section and distributed in a triangular pattern
RU2383954C1 (en) * 2008-09-15 2010-03-10 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Mixing grid for nuclear reactor fuel assembly
RU2448376C1 (en) * 2010-10-01 2012-04-20 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Structure of plate grid for fuel assembly

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4359088A (en) * 1980-11-21 1982-11-16 The Babcock & Wilcox Company Steam generator tube supports
FR2594998B1 (en) * 1986-02-24 1988-06-10 Fragema Framatome & Cogema GRILLE FOR NUCLEAR FUEL ASSEMBLY, AND ASSEMBLY COMPRISING APPLICATION

Also Published As

Publication number Publication date
FI940785A (en) 1994-08-21
GB9403128D0 (en) 1994-04-20
CZ37894A3 (en) 1994-09-14
GB2277191B (en) 1997-01-29
GB9303452D0 (en) 1993-04-07
GB2277191A (en) 1994-10-19
SK20094A3 (en) 1994-09-07
CZ283375B6 (en) 1998-04-15
FI113101B (en) 2004-02-27
HUT69807A (en) 1995-09-28
FI940785A0 (en) 1994-02-18
HU9400492D0 (en) 1994-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5032351A (en) Modified cross point spacer apparatus and construction
KR880001489B1 (en) Steam generator tube supports
US4396573A (en) Space grate for fuel-elements of nuclear reactors
US4714585A (en) Interlocking egg-crate type grid assembly
US4844860A (en) Support grid with integral vanes
US5024810A (en) Support grid with integral inclined waves
US4728489A (en) Support grid with integral vanes
US7469030B2 (en) Spacer grid for a fuel unit in a nuclear reactor cooled by light water
US4556531A (en) Nuclear fuel assembly spacer and spring component therefor
US4775509A (en) Spacer grid for a nuclear fuel assembly
EP0065613B1 (en) Fuel pin support grid
US5546437A (en) Spacer for nuclear fuel rods
US4351795A (en) Grids for nuclear fuel assemblies
HU214389B (en) Spacer grids for nuclear fuel elements
EP0308701A1 (en) Swirl vanes integral with spacer grid
US4717533A (en) Grid for nuclear fuel assembly
US4725402A (en) Welded nuclear fuel grid and method
US4951299A (en) Intermediate mixing grid
CZ281925B6 (en) Spacer for fuel element of a nuclear reactor and process for producing thereof
EP0084947B1 (en) Bracing grids for nuclear reactor fuel sub-assemblies
US3719559A (en) Fuel pin spacer structure
JPS61139791A (en) Nuclear reactor fuel aggregate
US5174950A (en) Grid for nuclear fuel assembly
EP0769784B1 (en) A nuclear fuel assembly and a spacer for a nuclear fuel assembly
GB2060981A (en) Spacer grid

Legal Events

Date Code Title Description
GB9A Succession in title

Owner name: WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY LLC, US

Free format text: FORMER OWNER(S): BNFL (IP) LIMITED, GB; BRITISH NUCLEAR FUELS PLC., GB

GB9A Succession in title

Owner name: WESTINGHOUSE ELECTRIC SWEDEN AB, SE

Free format text: FORMER OWNER(S): BNFL (IP) LIMITED, GB; BRITISH NUCLEAR FUELS PLC., GB; WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY LLC, US