JPH0255996A - 加圧水型原子炉の炉心計装シンブル用の減摩スリーブ - Google Patents
加圧水型原子炉の炉心計装シンブル用の減摩スリーブInfo
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- JPH0255996A JPH0255996A JP1178200A JP17820089A JPH0255996A JP H0255996 A JPH0255996 A JP H0255996A JP 1178200 A JP1178200 A JP 1178200A JP 17820089 A JP17820089 A JP 17820089A JP H0255996 A JPH0255996 A JP H0255996A
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
- G21C17/108—Measuring reactor flux
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
加圧水型原子炉（ＰＹＲ）システムの炉心計装（ＩｃＤ
ンンプルは流れ誘発振動により過度の摩耗を生ずるもの
である。この事情によって原子力発電所においてはＩＣ
Ｉシンブルを早期に費用をかけて交換することとなって
いた。底部装架のＩｃＩを有するＰＨ７の典型的な配置
では、シンブルはンールテーブルから案内管および容器
貫通部を通って炉内へ挿入される。ここから計装シンブ
ル案内管によって下部支持構造を通りさらに燃料集合体
の中央管を通って炉心へ案内されている。このようなＩ
ＣＩシンブルは、原子炉の運転に用いられる可動の核束
検出器の挿入のための案内路を提供している。
ンンプルは流れ誘発振動により過度の摩耗を生ずるもの
である。この事情によって原子力発電所においてはＩＣ
Ｉシンブルを早期に費用をかけて交換することとなって
いた。底部装架のＩｃＩを有するＰＨ７の典型的な配置
では、シンブルはンールテーブルから案内管および容器
貫通部を通って炉内へ挿入される。ここから計装シンブ
ル案内管によって下部支持構造を通りさらに燃料集合体
の中央管を通って炉心へ案内されている。このようなＩ
ＣＩシンブルは、原子炉の運転に用いられる可動の核束
検出器の挿入のための案内路を提供している。
燃料集合体の下部領域は、燃料集合体流れ分布板（ＦＤ
Ｐ）、ノズルブロック、または下端部取付部分内に非常
に狭い環状部分を包含し、ここでＩｃＩシンブルの摩耗
の大半が観察されている。
Ｐ）、ノズルブロック、または下端部取付部分内に非常
に狭い環状部分を包含し、ここでＩｃＩシンブルの摩耗
の大半が観察されている。
この領域における流れ誘発振動を研究したいくつかの論
文がある。たとえば英国ブラウネス・オン・ワインダメ
ーアの英国流体力学協会（ＢＨＲＡ）における流れ誘発
振動会議において１９８７年５月に提出されたゴーマン
（Ｇｏｒｍａｎ）ほかの論文は、成る幾何学的配置にお
けるシンブル案内管からの軸線方向出口発散流れのメカ
ニズムに対して優勢な流れ依存強制メカニズムについて
貢献をなしている。
文がある。たとえば英国ブラウネス・オン・ワインダメ
ーアの英国流体力学協会（ＢＨＲＡ）における流れ誘発
振動会議において１９８７年５月に提出されたゴーマン
（Ｇｏｒｍａｎ）ほかの論文は、成る幾何学的配置にお
けるシンブル案内管からの軸線方向出口発散流れのメカ
ニズムに対して優勢な流れ依存強制メカニズムについて
貢献をなしている。
この流れの駆動の力は、ＩＣ＋シンブル案内管の底部（
下部原子炉容器ヘッド領域にある）と、シンブル案内管
の頂部（炉心支持板にある）との間に存在する通常作動
中に存在する圧力降下である。
下部原子炉容器ヘッド領域にある）と、シンブル案内管
の頂部（炉心支持板にある）との間に存在する通常作動
中に存在する圧力降下である。
本発明はＩＣＩシンブル案内管の摩耗を制限してその寿
命を延ばす目的のもので、特別の流れ誘発振動減小およ
び摩耗減小を計るスリーブの形としである。
命を延ばす目的のもので、特別の流れ誘発振動減小およ
び摩耗減小を計るスリーブの形としである。
関連する従来技術の説明
シンブルの重要な部分が炉心支持板の上面と燃料集合体
流れ分布板の下面との間の領域における乱流にさらされ
ることに由来するＩＣＩシンブル摩耗の問題を解決しよ
うとする試みが、米国特許第４、７１６，００４号にお
いて検討されていることを見出すことができる。この米
国特許においては、剛性のガイドによってこの領域にお
けるシンブルを一杯に遮蔽するアイディアについてふれ
ているがその製造公差の問題ゆえにけなされている。
流れ分布板の下面との間の領域における乱流にさらされ
ることに由来するＩＣＩシンブル摩耗の問題を解決しよ
うとする試みが、米国特許第４、７１６，００４号にお
いて検討されていることを見出すことができる。この米
国特許においては、剛性のガイドによってこの領域にお
けるシンブルを一杯に遮蔽するアイディアについてふれ
ているがその製造公差の問題ゆえにけなされている。
本発明は、模擬炉心、横断出口流れおよび環状出口流れ
に基くたわみ柱管の振動応答の広範囲の実験研究により
開発されたものである。この研究は原型原子炉プラント
構造におけるＩＣＩシンブルの振動の挙動の研究に用い
られる計測流れ可視化モデルの構造およびいくつかの摩
耗減少スリーブの設計をも包含するものである。中でも
次の結論が得られている。
に基くたわみ柱管の振動応答の広範囲の実験研究により
開発されたものである。この研究は原型原子炉プラント
構造におけるＩＣＩシンブルの振動の挙動の研究に用い
られる計測流れ可視化モデルの構造およびいくつかの摩
耗減少スリーブの設計をも包含するものである。中でも
次の結論が得られている。
（１） 原型原子炉プラント構造における優勢な振動
メカニズムは、ＩｃＩシンブルの露出部分を振動する通
常の原子炉冷却材炉心流れの振動メカニズムであった。
メカニズムは、ＩｃＩシンブルの露出部分を振動する通
常の原子炉冷却材炉心流れの振動メカニズムであった。
（２）プラント状態を代表すると考えられる流量よりも
大きい横断流量およびシンブル流量については、励起強
さは通常の炉心流れにおけるものよりはるかに弱かった
。
大きい横断流量およびシンブル流量については、励起強
さは通常の炉心流れにおけるものよりはるかに弱かった
。
（３）直管を配設する設計はＩｃＩシンブルを臨界炉心
流れから有効に保護するものである。しかしながら案内
管を横切る所定圧力降下を考えると、限界的な状態（不
安定に対する保護について）は、設計規準として用いら
れた６ｐｓｉの案内管圧力降下について決定された。
流れから有効に保護するものである。しかしながら案内
管を横切る所定圧力降下を考えると、限界的な状態（不
安定に対する保護について）は、設計規準として用いら
れた６ｐｓｉの案内管圧力降下について決定された。
（４）本発明減摩スリーブの円周方向内部収集ポケット
と８個の半径方向出口スロットとの組合せはシンブル流
れ振動の起り易さを可成り減じた。
と８個の半径方向出口スロットとの組合せはシンブル流
れ振動の起り易さを可成り減じた。
（５）本発明減摩スリーブに半径方向出口スロットを設
けることは（摩耗面が大きいことおよび横断流れ振動に
対する保護を考える場合）、摩耗接触時間を減少するこ
ととなることが期待でき、少なくとも１０倍はＩｃＩシ
ンブルの摩耗寿命をのばすことができる。
けることは（摩耗面が大きいことおよび横断流れ振動に
対する保護を考える場合）、摩耗接触時間を減少するこ
ととなることが期待でき、少なくとも１０倍はＩｃＩシ
ンブルの摩耗寿命をのばすことができる。
（６）炉心流れ、横断流れおよびシンブル流れからのＩ
ＣＩシンブルの振動は炉貫通流路の幾何的配置に大きく
依存する。
ＣＩシンブルの振動は炉貫通流路の幾何的配置に大きく
依存する。
発明の概要
本発明の減摩スリーブは加圧水型原子炉の炉心計装シン
ブルに用いて、流れ誘起振動をなくし、炉心支持板を通
って延び上方に向い炉心支持板から上方に離れた燃料集
合体流れ分布板を通るシンブル長さの領域における支持
接触面を増大させるものである。
ブルに用いて、流れ誘起振動をなくし、炉心支持板を通
って延び上方に向い炉心支持板から上方に離れた燃料集
合体流れ分布板を通るシンブル長さの領域における支持
接触面を増大させるものである。
減摩スリーブは、炉心支持板とこれを通るシンブルとに
より画成される環状部分を通って下方に延びて、支持接
触面積を増大させ摩耗を減少せしめるものである。シン
ブルはこの接触面積をクロムめっきしてあり、これによ
ってさらに摩耗を減じている。このスリーブの下端部は
半径方向に延び、これを炉心支持板の下方においてシン
ブル案内管に固定しである。
より画成される環状部分を通って下方に延びて、支持接
触面積を増大させ摩耗を減少せしめるものである。シン
ブルはこの接触面積をクロムめっきしてあり、これによ
ってさらに摩耗を減じている。このスリーブの下端部は
半径方向に延び、これを炉心支持板の下方においてシン
ブル案内管に固定しである。
減摩スリーブは、その炉心支持板と流れ分布板との間に
拡大円周部分を包含している。この拡大円周部分は、複
数の半径方向流れ出口スロットをそなえた内部シンブル
流れ収集ポケットを画成している。拡大円周部分はシン
ブル流れの大部分を、半径方向に、シンブノハが貫通す
る燃料集合体流れ分布板領域から実質的に離れるように
そらせている。実験によれば、流れ誘起振動およびこれ
に由来する摩耗はこのようにすることによって実質的に
減少することがわかった。
拡大円周部分を包含している。この拡大円周部分は、複
数の半径方向流れ出口スロットをそなえた内部シンブル
流れ収集ポケットを画成している。拡大円周部分はシン
ブル流れの大部分を、半径方向に、シンブノハが貫通す
る燃料集合体流れ分布板領域から実質的に離れるように
そらせている。実験によれば、流れ誘起振動およびこれ
に由来する摩耗はこのようにすることによって実質的に
減少することがわかった。
好ましい実施例の説明
符号１０は加圧水型原子炉を示す。この加圧水型原子炉
は炉心計装案内管１２を底部に装架しである。
は炉心計装案内管１２を底部に装架しである。
この炉心計装案内管は当業界で周知のように密封テーブ
ル１４に接続しである。
ル１４に接続しである。
原子炉１０は容器１６、容器頭部１８および複数の燃料
集合体から成る炉心２０を包含している。炉心２０はそ
の上方に上部炉心板２２を有すると共にその下方に下部
炉心板２４を有する。炉心の燃料集合体２０のそれぞれ
は、下部炉心板２４から間隔を隔てて上方に位置させた
流れ分布板２６を存する。複数のシンブル案内管１２ａ
は原子炉容器内に略図的に示しである。これらシンブル
案内管１２ａは炉心計装シンブル管またはシンブル３０
を、容器１６の底部から上方に、炉心支持板２４の開口
３２と燃料集合体流れ分布板２６の開口３４を通って延
びている。これらのシンブル３０は原子炉の運転に用い
られる可動の核フラックス検出器（図示しない）の挿置
のための案内路を提供するものである。第１図に示す他
の原子炉構造は本発明に関与するものでないので説明を
省略する。
集合体から成る炉心２０を包含している。炉心２０はそ
の上方に上部炉心板２２を有すると共にその下方に下部
炉心板２４を有する。炉心の燃料集合体２０のそれぞれ
は、下部炉心板２４から間隔を隔てて上方に位置させた
流れ分布板２６を存する。複数のシンブル案内管１２ａ
は原子炉容器内に略図的に示しである。これらシンブル
案内管１２ａは炉心計装シンブル管またはシンブル３０
を、容器１６の底部から上方に、炉心支持板２４の開口
３２と燃料集合体流れ分布板２６の開口３４を通って延
びている。これらのシンブル３０は原子炉の運転に用い
られる可動の核フラックス検出器（図示しない）の挿置
のための案内路を提供するものである。第１図に示す他
の原子炉構造は本発明に関与するものでないので説明を
省略する。
減摩スリーブなしでは、原子炉ｌＯ内の炉心計装シンブ
ルの摩耗の大部分は、開口３４とシンブル３０との間の
非常にせまい環状部分内で生ずることとなり、横方向運
動の場合の接触面積が制限される。
ルの摩耗の大部分は、開口３４とシンブル３０との間の
非常にせまい環状部分内で生ずることとなり、横方向運
動の場合の接触面積が制限される。
減摩スリーブの設置は接触面積の増大ばかりでなく、従
来通常の原子炉流れ振動にさらされていたシンブル管を
遮蔽してしまい、シンブル管振動の主な源をなくしてし
まうのである。シンブル流れによって生じ得る振動の力
は、シンブルの流れを半径方向外方に再びさし向けるこ
とによって小さくすることができ、これによって過度の
外れ流れ振動レベルをさけることができるのである。
来通常の原子炉流れ振動にさらされていたシンブル管を
遮蔽してしまい、シンブル管振動の主な源をなくしてし
まうのである。シンブル流れによって生じ得る振動の力
は、シンブルの流れを半径方向外方に再びさし向けるこ
とによって小さくすることができ、これによって過度の
外れ流れ振動レベルをさけることができるのである。
流れ誘起振動の減小およびこれによる寿命の延長は符号
４０によって示す減摩スリーブの存在による。
４０によって示す減摩スリーブの存在による。
この減摩スリーブ４０は、低摩擦係数、大摩耗面、およ
びシンブル３０の特定の長さ方向領域における振動力の
減小を与えるものである。このシンブル３０の長さ方向
領域は、炉心支持板２４の開口３２を貫いて延び、この
、開口３２の壁と共にひとつの開放された環状部分を画
成してこれから上方に延び、環状部分の上方の炉心支持
板２４から間隔を隔てた燃料集合体流れ分布板２６の図
示領域における開口３４を貫いて延びている。炉心ｚＯ
の各燃料集合体には複数の減摩スリーブ４０が設けであ
る。
びシンブル３０の特定の長さ方向領域における振動力の
減小を与えるものである。このシンブル３０の長さ方向
領域は、炉心支持板２４の開口３２を貫いて延び、この
、開口３２の壁と共にひとつの開放された環状部分を画
成してこれから上方に延び、環状部分の上方の炉心支持
板２４から間隔を隔てた燃料集合体流れ分布板２６の図
示領域における開口３４を貫いて延びている。炉心ｚＯ
の各燃料集合体には複数の減摩スリーブ４０が設けであ
る。
減摩スリーブ４０はその長さ方向領域に下部円筒形部分
４２を包含し、この下部円筒形部分４２は炉心支持板２
４の開口３２を通って下方に延びシンブル案内管１２ａ
内に達している。この部分４２はクロムめっきしてあり
、支持接触面積の増大、摩耗係数の減小およびシンブル
流量の減小によりシンブルの摩耗の減小を計るものであ
る。部分４２はシンブル３０を取り囲み、実質的に環状
部分を満たし、シンブル案内管１２ａの壁に対して半径
方向外方に局部的に拡大している。
４２を包含し、この下部円筒形部分４２は炉心支持板２
４の開口３２を通って下方に延びシンブル案内管１２ａ
内に達している。この部分４２はクロムめっきしてあり
、支持接触面積の増大、摩耗係数の減小およびシンブル
流量の減小によりシンブルの摩耗の減小を計るものであ
る。部分４２はシンブル３０を取り囲み、実質的に環状
部分を満たし、シンブル案内管１２ａの壁に対して半径
方向外方に局部的に拡大している。
シンブル流れの大部分を収集しこれを半径方向に、第２
図に略示する領域内の燃料集合体分布板２６の下面から
実質的に離れるようにそらすための手段が符号４４で示
しである。この燃料集合体分布板２６の開口３４を通っ
てシンブル３０が延びている。
図に略示する領域内の燃料集合体分布板２６の下面から
実質的に離れるようにそらすための手段が符号４４で示
しである。この燃料集合体分布板２６の開口３４を通っ
てシンブル３０が延びている。
この手段４４は半径方向に拡径した円周方向部分であっ
て、この部分は複数の半径方向流れ出口スロット４６を
そなえた内部シンブル流れ収集ポケットを画成している
。端部開口４８は実質的にシンブル３０をこれに近接し
て取り囲み、シンブル流れの大部分が炉心支持板２４と
流れ分布板２６との間を半径方向に、燃料集合体流れ分
布板２６およびシンブル３０の延びる開口３４の領域か
ら実質的に離れる方向にそらされるようにする。
て、この部分は複数の半径方向流れ出口スロット４６を
そなえた内部シンブル流れ収集ポケットを画成している
。端部開口４８は実質的にシンブル３０をこれに近接し
て取り囲み、シンブル流れの大部分が炉心支持板２４と
流れ分布板２６との間を半径方向に、燃料集合体流れ分
布板２６およびシンブル３０の延びる開口３４の領域か
ら実質的に離れる方向にそらされるようにする。
このようにして、減摩スリーブ４０の部分４２は支持接
触面積を増大せしめ、シンブル流れを減少せしめ、かつ
部分４４は流れ誘起振動をな゛くす。従ってシンブルの
有効寿命は増大するのである。
触面積を増大せしめ、シンブル流れを減少せしめ、かつ
部分４４は流れ誘起振動をな゛くす。従ってシンブルの
有効寿命は増大するのである。
第１図は本発明の新規な減摩スリーブを用いることによ
って改良することができる炉心計装シンブルおよびシン
ブル案内管を有する型式の加圧水型原子炉の略図的縦断
面図、第２図は第１図に示した型式の原子炉内に配設し
た本発明の新規な減摩スリーブの略図的縦断面図、第３
図は第２図の３−３線に沿う断面図である。 １０・・加圧水型原子炉、１２・・炉心計装案内管、１
２ａ・・シンブル案内管、１４・・密封板、１６・・容
器、１８・・容器頭部、２０・・炉心、２２・・上部炉
心板、２４・・下部炉心板、２６・・流れ分布板、３０
・・シンブル、３２．３４・・開口、４０・・減摩スリ
ーブ、４２・・下部円筒形部分、４４・・手段。
って改良することができる炉心計装シンブルおよびシン
ブル案内管を有する型式の加圧水型原子炉の略図的縦断
面図、第２図は第１図に示した型式の原子炉内に配設し
た本発明の新規な減摩スリーブの略図的縦断面図、第３
図は第２図の３−３線に沿う断面図である。 １０・・加圧水型原子炉、１２・・炉心計装案内管、１
２ａ・・シンブル案内管、１４・・密封板、１６・・容
器、１８・・容器頭部、２０・・炉心、２２・・上部炉
心板、２４・・下部炉心板、２６・・流れ分布板、３０
・・シンブル、３２．３４・・開口、４０・・減摩スリ
ーブ、４２・・下部円筒形部分、４４・・手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加圧水型原子炉の炉心計装シンブル用の減摩スリー
ブであって、炉心支持板を貫通して延びこの炉心支持板
と共に環状部分を画成しさらにこの環状部分の上方の、
炉心支持板から間隔を隔てた燃料集合体流れ分布板の領
域の開口を通って上方に延びるシンブル長さ方向領域の
支持接触面積を増大せしめ、流れ誘起振動をなくす減摩
スリーブにおいて、前記炉心支持板と共に前記環状部分
を画成する長さ方向の領域の一部分で前記シンブルを取
り囲み実質的に前記環状部分を満たして支持接触表面積
を増大せしめる手段と、シンブル流れの実質的な部分を
集めてこれを前記シンブルが延びる前記燃料集合体流れ
分布板領域から実質的に離れて半径方向にそらせる手段
とを包含することを特徴とする減摩スリーブ。 ２ 請求項１記載の減摩スリーブにおいて、前記シンブ
ルを取り囲み前記環状部分を実質的に満たす手段をクロ
ムめっきシンブル表面と接触せしめてシンブル摩耗を減
少せしめるようにしたことを特徴とする減摩スリーブ。 ３ 請求項１記載の減摩スリーブにおいて、前記シンブ
ルを取り囲み前記環状部分を実質的に満たす手段が、前
記炉心支持板の下をシンブル案内管内に延びていること
を特徴とする減摩スリーブ。 ４ 請求項３記載の減摩スリーブにおいて、前記シンブ
ルを取り囲み前記環状部分を実質的に満たす手段が、前
記シンブル案内管の壁に対して半径方向外向に局部的に
ひろがっていることを特徴とする減摩スリーブ。 ５ 請求項１記載の減摩スリーブにおいて、前記シンブ
ル流れの大部分を集めてこれをそらせる手段が、前記炉
心支持板と前記流れ分布板との間にあり、複数の半径方
向流れ出口スロットと共に内部シンブル流れ収集ポケッ
トを画成する拡大円周方向部分を包含することを特徴と
する減摩スリーブ。 ６ 請求項５記載の減摩スリーブにおいて、前記シンブ
ル流れの大部分を集めてこれをそらせる手段が、前記炉
心支持板と係合する半径方向表面を画成することを特徴
とする減摩スリーブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/226,109 US4975241A (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Wear-reduction-sleeve for thimbles |
| US226.109 | 1988-07-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255996A true JPH0255996A (ja) | 1990-02-26 |
| JPH0660955B2 JPH0660955B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=22847590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1178200A Expired - Lifetime JPH0660955B2 (ja) | 1988-07-29 | 1989-07-12 | 加圧水型原子炉の炉心計装シンブル用の減摩スリーブ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4975241A (ja) |
| EP (1) | EP0352476A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0660955B2 (ja) |
| KR (1) | KR920003952B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5255297A (en) * | 1990-09-14 | 1993-10-19 | Combustion Engineering, Inc. | Lower end fitting with multistage flow diffusers |
| EP0496998A1 (en) * | 1991-01-30 | 1992-08-05 | Combustion Engineering, Inc. | Extending in-core instrument life |
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