JPS62118297A - 沸騰水形原子炉燃料集合体 - Google Patents
沸騰水形原子炉燃料集合体Info
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- JPS62118297A JPS62118297A JP61268461A JP26846186A JPS62118297A JP S62118297 A JPS62118297 A JP S62118297A JP 61268461 A JP61268461 A JP 61268461A JP 26846186 A JP26846186 A JP 26846186A JP S62118297 A JPS62118297 A JP S62118297A
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- Japan
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- fuel assembly
- fuel
- water
- tube
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
- G21C3/3225—Means to influence the coolant flow through or around the bundles by waterrods
-
- 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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- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、原子炉燃料集合体の改良に関する。
断面正方形の細長い燃料集合体ラッパー管と、核燃料物
質が入っている燃料棒と、水管とを有し、前記燃料棒が
燃料集合体ラッパー管の中に互いに間隔をおいてそのラ
ッパー管壁に対して平行な辺を持った仮想格子の格子目
内に配置され、前記水管が前記仮想格子の２個以上の格
子目を覆い且つ燃料集合体ラッパー管から間隔を隔てら
れ、前記水管と燃料集合体ラッパー管との間がすべて燃
料棒で占められる仮想格子の格子目が設けられるような
原子炉燃料集合体は米国特許第３８０８０９８号明細書
で知られている。この公知の原子炉燃料集合体は沸騰水
形原子炉用のものである。その水管は中空シリンダであ
り、仮想格子内に分散して配置されている。この水管は
原子炉燃料集合体内において内部チャンネルを形成して
おり、沸騰水形原子炉において原子炉燃料集合体の全長
にわたって沸騰しない水が、この内部チャンネルを貫流
する。これによって水管内の水は、熱中性子束の分布を
改善する働きをし、沸騰水形原子炉の炉心内の反応度を
高める。
質が入っている燃料棒と、水管とを有し、前記燃料棒が
燃料集合体ラッパー管の中に互いに間隔をおいてそのラ
ッパー管壁に対して平行な辺を持った仮想格子の格子目
内に配置され、前記水管が前記仮想格子の２個以上の格
子目を覆い且つ燃料集合体ラッパー管から間隔を隔てら
れ、前記水管と燃料集合体ラッパー管との間がすべて燃
料棒で占められる仮想格子の格子目が設けられるような
原子炉燃料集合体は米国特許第３８０８０９８号明細書
で知られている。この公知の原子炉燃料集合体は沸騰水
形原子炉用のものである。その水管は中空シリンダであ
り、仮想格子内に分散して配置されている。この水管は
原子炉燃料集合体内において内部チャンネルを形成して
おり、沸騰水形原子炉において原子炉燃料集合体の全長
にわたって沸騰しない水が、この内部チャンネルを貫流
する。これによって水管内の水は、熱中性子束の分布を
改善する働きをし、沸騰水形原子炉の炉心内の反応度を
高める。
この公知の原子炉燃料集合体の場合、水管およびこれに
隣接する燃料棒によって形成され且つ沸騰水形原子炉に
おいて原子炉燃料集合体の長手方向に水・蒸気混合物で
貫流される原子炉燃料集合体の長手方向におけるサブチ
ャンネルは、隣接する燃料棒の中間室だけで形成される
別のサブチャンネルと異なった横断面積を存している。
隣接する燃料棒によって形成され且つ沸騰水形原子炉に
おいて原子炉燃料集合体の長手方向に水・蒸気混合物で
貫流される原子炉燃料集合体の長手方向におけるサブチ
ャンネルは、隣接する燃料棒の中間室だけで形成される
別のサブチャンネルと異なった横断面積を存している。
その断面積の差は、水管の横断面積が大きくなればなる
程、およびこの横断面積で仮想格子の格子目が多数重め
られればられる程、大きくなる。この横断面積の差によ
って、原子炉燃料集合体を貫流する水・蒸気混合物の分
布が不均一になり、これは原子炉燃料集合体の燃料棒の
冷却を不均一にするおそれがある。
程、およびこの横断面積で仮想格子の格子目が多数重め
られればられる程、大きくなる。この横断面積の差によ
って、原子炉燃料集合体を貫流する水・蒸気混合物の分
布が不均一になり、これは原子炉燃料集合体の燃料棒の
冷却を不均一にするおそれがある。
本発明の目的は、この対策を講じ、燃料棒の冷却を一様
にすることにある。
にすることにある。
本発明によればこの目的は、冒頭に述べた形式の原子炉
燃料集合体において、水管が断面角形に咋られることに
より達成される。
燃料集合体において、水管が断面角形に咋られることに
より達成される。
角形に作られた水管の横断面の直線で形成された輪郭は
、水管がその形成に関与しているサブチャンネルの断面
積を、原子炉燃料集合体におけるすべての燃料棒が十分
に一様に冷却されるように寸法づけることを可能にする
。
、水管がその形成に関与しているサブチャンネルの断面
積を、原子炉燃料集合体におけるすべての燃料棒が十分
に一様に冷却されるように寸法づけることを可能にする
。
また角形に作られた水管は、減速材としての水および核
燃料物質の分布を一様にし、これによって沸騰水形原子
炉の反応度を高める。
燃料物質の分布を一様にし、これによって沸騰水形原子
炉の反応度を高める。
技術ｗａｒアセ了・ジャーナル（ＡＳＥＡ−Ｊｏｕｒｎ
ａ ｌ ）３／８４ Ｊの第４〜７頁において、沸騰水
形原子炉用の原子炉燃料集合体の中央に配置された断面
十字形の中空体である水管が知られている。しかしこの
中空体は細長い燃料集合体ラッパー管から間隔を隔てら
れておらず、その長手辺がこの燃料集合体ラッパー管の
内面に溶接されている。これによって原子炉燃料集合体
内における燃料棒の比較的一様な冷却が達成されるが、
核燃料物質および水は沸騰水形原子炉の炉心内において
不均一に分布される。というのは断面十字形の水管内の
水の大部分が燃料集合体ラッパー管の内側面にあり、そ
の外側面に沸騰水形原子炉の炉心におけるもともとの減
速材としての水があるからである。
ａ ｌ ）３／８４ Ｊの第４〜７頁において、沸騰水
形原子炉用の原子炉燃料集合体の中央に配置された断面
十字形の中空体である水管が知られている。しかしこの
中空体は細長い燃料集合体ラッパー管から間隔を隔てら
れておらず、その長手辺がこの燃料集合体ラッパー管の
内面に溶接されている。これによって原子炉燃料集合体
内における燃料棒の比較的一様な冷却が達成されるが、
核燃料物質および水は沸騰水形原子炉の炉心内において
不均一に分布される。というのは断面十字形の水管内の
水の大部分が燃料集合体ラッパー管の内側面にあり、そ
の外側面に沸騰水形原子炉の炉心におけるもともとの減
速材としての水があるからである。
本発明に基づく原子炉燃料集合体は、燃料棒の冷却を一
様にし、沸騰水形原子炉の反応度を高めるだけでなく、
例えばスペーサ、燃料集合体頭部および燃料集合体脚部
のような燃料集合体構造物を特別な経費を必要とせずに
水管に適合できるという利点も有している。原子炉燃料
集合体の何等かの適合処置はほとんど不要である。
様にし、沸騰水形原子炉の反応度を高めるだけでなく、
例えばスペーサ、燃料集合体頭部および燃料集合体脚部
のような燃料集合体構造物を特別な経費を必要とせずに
水管に適合できるという利点も有している。原子炉燃料
集合体の何等かの適合処置はほとんど不要である。
特許請求の範囲第２項から第５項の記載に相応した本発
明に基づく原子炉燃料集合体の有利な実施態様は、沸騰
水形原子炉の炉心内における水からなる減速材と核燃料
物質とを良好に対称的に分布し、従って原子炉燃料集合
体の燃料棒における核分裂性同位体の濃度分布を一様に
する。
明に基づく原子炉燃料集合体の有利な実施態様は、沸騰
水形原子炉の炉心内における水からなる減速材と核燃料
物質とを良好に対称的に分布し、従って原子炉燃料集合
体の燃料棒における核分裂性同位体の濃度分布を一様に
する。
以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。
する。
第１図における原子炉燃料集合体は、それぞれ断面正方
形をした燃料集合体頭部２と燃料集合体脚部３、断面正
方形の糊長い角形水管４および断面正方形の細長い燃料
集合体ラッパー管５を有している。水管４は複数の格子
状スペーサ６の中央に配置されている。スペーサ６は水
管４の長手方向に見て互いに間隔をおいて複数個設けら
れている。これらのスペーサ６の各格子目にはそれぞれ
核燃料物質を含む燃料棒７が通されている。その燃料棒
のうちの８本は両側端にねじ付軸を有するいわゆる保持
棒であり、これらの保持棒はそのねじ付軸によって燃料
集合体頭部２ないし燃料集合体脚部３にねじ止めされて
いる。他の燃料棒７はその両側端にある軸部で燃料集合
体頭部２および燃料集合体脚部３における開口にゆるく
はまり込んでいる。それらの燃料棒はそれぞれバイアス
圧がかけられたコイルばねで固定されている。そのコイ
ルばねは燃料集合体頭部２の内側においてその間口には
まり込んだ軸部の上に置かれており、その燃料集合体頭
部２の内側面および対応した燃料棒に接触している。
形をした燃料集合体頭部２と燃料集合体脚部３、断面正
方形の糊長い角形水管４および断面正方形の細長い燃料
集合体ラッパー管５を有している。水管４は複数の格子
状スペーサ６の中央に配置されている。スペーサ６は水
管４の長手方向に見て互いに間隔をおいて複数個設けら
れている。これらのスペーサ６の各格子目にはそれぞれ
核燃料物質を含む燃料棒７が通されている。その燃料棒
のうちの８本は両側端にねじ付軸を有するいわゆる保持
棒であり、これらの保持棒はそのねじ付軸によって燃料
集合体頭部２ないし燃料集合体脚部３にねじ止めされて
いる。他の燃料棒７はその両側端にある軸部で燃料集合
体頭部２および燃料集合体脚部３における開口にゆるく
はまり込んでいる。それらの燃料棒はそれぞれバイアス
圧がかけられたコイルばねで固定されている。そのコイ
ルばねは燃料集合体頭部２の内側においてその間口には
まり込んだ軸部の上に置かれており、その燃料集合体頭
部２の内側面および対応した燃料棒に接触している。
燃料集合体頭部２および燃料集合体脚部３はステンレス
鋼で作られているが、細長い燃料集合体ラッパー管５は
ジルコニウム合金で作られている。
鋼で作られているが、細長い燃料集合体ラッパー管５は
ジルコニウム合金で作られている。
燃料集合体ラッパー管５は両側端が開き、燃料集合体頭
部２および燃料集合体脚部３を取り囲んでいる。燃料集
合体ラッパー管５は上側端において内側の角に帯板（Ｉ
Ｉ！Ｊ示せず）を有し、この帯板は燃料集合体頭部２の
上側における控えボルト９の上端にねじ止めされている
。
部２および燃料集合体脚部３を取り囲んでいる。燃料集
合体ラッパー管５は上側端において内側の角に帯板（Ｉ
Ｉ！Ｊ示せず）を有し、この帯板は燃料集合体頭部２の
上側における控えボルト９の上端にねじ止めされている
。
第２図に示されているように、燃料集合体ラッパー管５
の横断面において破線１０．１１で格子が想定されてい
る。線１０，１１は互いに直交しており、燃料集合体ラ
ッパー管５の内側面に正方形の格子目１２を形成する。
の横断面において破線１０．１１で格子が想定されてい
る。線１０，１１は互いに直交しており、燃料集合体ラ
ッパー管５の内側面に正方形の格子目１２を形成する。
互いに平行なすべての線１０は燃料集合体ラッパー管５
の横断面の一方の辺に対して平行であり、互いに平行な
すべての線１１は燃料集合体ラッパー管５の横断面の他
方の辺に対して平行である。この横断面の各辺において
、線１０．１１で形成された格子は９個の格子目を有し
、即ちこの仮想格子は全部で９×９個の格子目を有して
いる。
の横断面の一方の辺に対して平行であり、互いに平行な
すべての線１１は燃料集合体ラッパー管５の横断面の他
方の辺に対して平行である。この横断面の各辺において
、線１０．１１で形成された格子は９個の格子目を有し
、即ちこの仮想格子は全部で９×９個の格子目を有して
いる。
水管４は線１０．１１による仮想格子の中央に配置され
、断面正方形をしている。その横断面の各辺は燃料集合
体ラッパー管５のその都度隣接する横断面の辺に平行し
ている。水管４の横断面のすべての辺は燃料集合体ラッ
パー管５のその都度隣接する横断面の辺から同じ間隔を
隔てられている。
、断面正方形をしている。その横断面の各辺は燃料集合
体ラッパー管５のその都度隣接する横断面の辺に平行し
ている。水管４の横断面のすべての辺は燃料集合体ラッ
パー管５のその都度隣接する横断面の辺から同じ間隔を
隔てられている。
水管４の横断面は仮想格子の中央においてその仮想格子
の３×３個の格子目を覆っている。水管４の外側全面に
おいて、水管４と燃料集合体ラッパー管５との間に全部
で７２個の格子目があり、それぞれの格子目に核燃料物
質を含む燃料棒７が１本づつ配置されている。隣接する
燃料棒７は互いに同じ間隔を有している。
の３×３個の格子目を覆っている。水管４の外側全面に
おいて、水管４と燃料集合体ラッパー管５との間に全部
で７２個の格子目があり、それぞれの格子目に核燃料物
質を含む燃料棒７が１本づつ配置されている。隣接する
燃料棒７は互いに同じ間隔を有している。
第３図に示されているように、上端が開いている水管４
はその下端が断面円形の底部分１４（第４図参照）を覆
っている。この底部分１４の外周面は４つの平面個所１
５を有し、これらの平面個所１５は互いに９０°の角度
を成しており、そこに水管４が溶接されている。
はその下端が断面円形の底部分１４（第４図参照）を覆
っている。この底部分１４の外周面は４つの平面個所１
５を有し、これらの平面個所１５は互いに９０°の角度
を成しており、そこに水管４が溶接されている。
ステンレス製の底部分１４はその下側面にねじ付軸１６
を有し、このねじ軸１６によって燃料集合体脚部３の上
側における格子にある開口にはまり込んでおり、図示し
てないナツトでこの燃料集合体脚部３にねじ止めされて
いる。
を有し、このねじ軸１６によって燃料集合体脚部３の上
側における格子にある開口にはまり込んでおり、図示し
てないナツトでこの燃料集合体脚部３にねじ止めされて
いる。
底部分１４は同様にジルコニウム合金製の水管４の下端
に、それぞれ隣接する平面個所１５の間の水管４の横断
面の角に４ｆｌｌの貫流開口１７を形成している。沸騰
水形原子炉においてこの貫流開口１７を通して水が水管
４内に入り込み、水管内を燃料集合体脚部３から燃料集
合体頭部２の方向に貫流するが、水管４内では蒸発せず
、その上端から出るようになっている。
に、それぞれ隣接する平面個所１５の間の水管４の横断
面の角に４ｆｌｌの貫流開口１７を形成している。沸騰
水形原子炉においてこの貫流開口１７を通して水が水管
４内に入り込み、水管内を燃料集合体脚部３から燃料集
合体頭部２の方向に貫流するが、水管４内では蒸発せず
、その上端から出るようになっている。
沸騰水形原子炉における燃料集合体ラッパー管５の内部
を水管４の外側において燃料集合体を燃料集合体脚部３
から燃料集合体頭部２に向かって貫流する水は、燃料集
合体脚部３を通って燃料集合体ラッパー管５の中に到達
し、燃料棒７の外側面において部分的に蟇発し、最終的
に燃料集合体ラッパー管５から水・藻気混合物として燃
料集合体頭部２を通って流出する。
を水管４の外側において燃料集合体を燃料集合体脚部３
から燃料集合体頭部２に向かって貫流する水は、燃料集
合体脚部３を通って燃料集合体ラッパー管５の中に到達
し、燃料棒７の外側面において部分的に蟇発し、最終的
に燃料集合体ラッパー管５から水・藻気混合物として燃
料集合体頭部２を通って流出する。
第１図は本発明に基づく原子炉燃料集合体の一部分解斜
視図、第２図は第１図における燃料集合体ラッパー管の
横断面図、第３図は水管の側面図、第４図は第３図にお
ける水管の底面図である。 ４：水管、５：燃料集合体ラッパー管、７：燃料棒、ｔ
ｏ、１ｔ：仮想格子の線、１２：格子目。 ｒ６１１８１代理人プｒ理士富村 江 ゛ 隠 −１」− ＩＧ ２
視図、第２図は第１図における燃料集合体ラッパー管の
横断面図、第３図は水管の側面図、第４図は第３図にお
ける水管の底面図である。 ４：水管、５：燃料集合体ラッパー管、７：燃料棒、ｔ
ｏ、１ｔ：仮想格子の線、１２：格子目。 ｒ６１１８１代理人プｒ理士富村 江 ゛ 隠 −１」− ＩＧ ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）断面正方形の細長い燃料集合体ラッパー管と、核燃
料物質が入っている燃料棒と、水管とを有し、前記燃料
棒が燃料集合体ラッパー管の中に互いに間隔をおいてそ
のラッパー管壁に対して平行な辺を持った仮想格子の格
子目内に配置され、前記水管が前記仮想格子の２個以上
の格子目を覆い且つ燃料集合体ラッパー管から間隔を隔
てられ、前記水管と燃料集合体ラッパー管との間がすべ
て燃料棒で占められる仮想格子の格子目が設けられるよ
うな原子炉燃料集合体において、水管（４）が断面角形
に作られていることを特徴とする原子炉燃料集合体。 ２）水管（４）が仮想格子（１０、１１）の中央に配置
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の原子炉燃料集合体。 ３）水管（４）が断面正方形をしていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の原子炉燃料集合体。 ４）水管（４）の横断面の辺が燃料集合体ラッパー管（
５）の横断面の隣接する辺に対して平行であり、その各
辺に対してすべて同じ間隔を有していることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項または第３項記載の原子炉燃料
集合体。 ５）仮想格子（１０、１１）がｎ×ｎ個（ｎ≧８）の格
子目（１２）を有し、そのうち中央の水管の横断面が（
ｎ−６）×（ｎ−６）個の格子目（１２）を覆い、水管
（４）と燃料集合体ラッパー管（５）との間における残
りの格子目（１２）がすべて燃料棒（７）で占められて
いることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の原子
炉燃料集合体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3540466.3 | 1985-11-14 | ||
| DE19853540466 DE3540466A1 (de) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Kernreaktorbrennelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62118297A true JPS62118297A (ja) | 1987-05-29 |
| JP2519179B2 JP2519179B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=6286013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61268461A Expired - Lifetime JP2519179B2 (ja) | 1985-11-14 | 1986-11-10 | 沸騰水形原子炉燃料集合体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4781885A (ja) |
| EP (1) | EP0224728B1 (ja) |
| JP (1) | JP2519179B2 (ja) |
| DE (2) | DE3540466A1 (ja) |
| FI (1) | FI85196C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252289A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-19 | 株式会社東芝 | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
| US5388132A (en) * | 1992-09-18 | 1995-02-07 | Hitachi, Ltd. | Nuclear fuel assembly and core |
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|---|---|---|---|---|
| JPS62150192A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
| US4803044A (en) * | 1986-04-10 | 1989-02-07 | Advanced Nuclear Fuels Corporation | Bwr assembly |
| JP2510561B2 (ja) * | 1987-03-25 | 1996-06-26 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
| SE503243C2 (sv) * | 1987-04-02 | 1996-04-29 | Toshiba Kk | Bränslepatron för en kokvattenreaktor |
| DE3862335D1 (de) * | 1987-04-06 | 1991-05-16 | Siemens Ag | Kernreaktorbrennelement. |
| DE3844595C2 (ja) * | 1987-08-27 | 1991-05-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp | |
| EP0307705A1 (de) * | 1987-09-10 | 1989-03-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Kernreaktor-Brennelement |
| DE3834611C3 (de) * | 1987-10-13 | 1998-02-12 | Toshiba Kawasaki Kk | Brennstoffanordnung für einen Kernreaktor |
| US4957698A (en) * | 1989-02-17 | 1990-09-18 | Advanced Nuclear Fuels Corporation | Advanced boiling water reactor fuel assembly design |
| WO1991013441A1 (de) * | 1990-02-28 | 1991-09-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Kernreaktorbrennelement mit einem tragenden kühlmittelrohr |
| DE59106922D1 (de) * | 1990-09-18 | 1995-12-21 | Siemens Ag | Brennelement für einen siedewasser-reaktor mit einem aus standardisierten teilen gefertigten fuss. |
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