KR910005803B1

KR910005803B1 - Nuclear fuel spacer grid with improved grid straps

Info

Publication number: KR910005803B1
Application number: KR1019840001187A
Authority: KR
Inventors: 이. 데말리오 에드먼드; 피이. 노트 로날드
Original assignee: 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀; 죠오지 메크린
Priority date: 1983-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1991-08-03
Also published as: FR2542492B1; ES296421Y; ES296421U; SE8400792L; SE456705B; SE8400792D0; FR2542492A1; KR840008408A; DE3407163A1

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Nuclear Fuel Spacer Grid with Improved Grid Strap

제1도는 본 발명 그리드를 부분적으로 파단한 등각 투영도.1 is an isometric view of partly breaking the grid of the present invention.

제2도는 원자로 수명 초기에 두 개의 연료봉을 포함하는 화살표 II-II방향으로 절취한 제1도 그리드의 횡단면의 입면도.FIG. 2 is an elevational view of the cross section of the FIG. 1 grid cut in the direction of arrow II-II containing two fuel rods at the beginning of reactor life.

제3도는 원자로 수명 말기에 연료봉을 포함하는 제1도 그리드의 평면도.3 is a plan view of the FIG. 1 grid including fuel rods at the end of the reactor life.

제4도는 피복체(can)에 의하여 둘러싸이며 제1도 그리드와 동일한 네 개의 그리드를 도시하는 BWR연료 집합체의 횡단면의 평면도.4 is a plan view of a cross section of a BWR fuel assembly showing four grids surrounded by a can and equal to the first grid.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

7 : 셀 10 : 그리드7: cell 10: grid

12 : 그리드 스트랩 18 : 연료봉12: grid strap 18: fuel rod

20 : 외부 스트랩 22 : 중앙부20: outer strap 22: center

24, 26 : 탄성 경계부 34 : 스티드24, 26: elastic boundary 34: sted

36 : 피복체36: coating body

본 발명은 원자로 핵연료 집합체 특허, 연료봉의 간격을 위하여 개량된 그리드 스트랩을 갖는 그리드에 관계한다.The present invention relates to a reactor fuel assembly patent, a grid having an improved grid strap for spacing fuel rods.

핵연료 스페이서 그리드는 원자로심 내에서 연료봉 사이의 간격을 정확하게 유지하고, 봉의 진동을 방지하여, 연료봉의 측면 지지를 위하여 사용된다. 원자로 핵연료 집합체에 쓰이는 그리드의 관례적인 설계는 연로봉을 수용하는 셀을 형성하기 위하여 달걀 바구니 배열로 된 다수의 개삽한 그리드 스트랩을 포함한다. 인접 스트랩과의 연동 결합을 하기 위하여 슬롯이 사용된다. 각 셀은 금속내에 형성된 비교적 견고한 딤플과 비교적 탄력있는 스프링을 사용하여 주어진 축방향 위치에서 한 연료봉을 지지한다. 연료봉의 측면 변위를 최소화하고 연료 집합체의 연료특성을 향상시키기 위하여 연료 집합체 길이방향을 따라 다수의 그리드가 일정 간격으로 배치된다.The nuclear fuel spacer grid is used for lateral support of the fuel rods by precisely maintaining the gap between the fuel rods within the reactor core and preventing vibration of the rods. The customary design of the grid for reactor fuel assemblies includes a number of inset grid straps in an egg basket arrangement to form cells containing fuel rods. Slots are used to interlock with adjacent straps. Each cell supports a fuel rod at a given axial position using relatively rigid dimples and relatively elastic springs formed in the metal. A plurality of grids are arranged at regular intervals along the fuel assembly longitudinal direction to minimize lateral displacement of the fuel rods and to improve fuel characteristics of the fuel assembly.

가압수형 원자로(PWR)에서, 전형적으로 몇몇이 그리드 셀에는 연료봉 대신에 제어봉 가이드 딤블이 수용된다. 각 그리드는 가이드 딤블에 접속함으로써 연료 집합체 길이방향을 따라 적소에 지지된다.In pressurized water reactors (PWRs), some of the grid cells typically contain control rod guide dimples instead of fuel rods. Each grid is supported in place along the fuel assembly longitudinal direction by connecting to a guide dimple.

비등수형 원자로(BWR)에서는, 전형적으로 피복체가 연료봉 및 그리드를 감싸고 있다. 각 그리드는 특수한 연결봉에 의하여 연료 집합체 길이방향을 따라 적소에서 지지된다. 하나의 관례적인 배열로써, 연료 집합체내의 주어진 수직 위치에서 피복체에 의하여 둘러싸이는 정사각형 배열내에 네 개의 수평 정렬된 그리드가 존재한다.In boiling water reactors (BWRs), the sheath typically surrounds the fuel rods and the grid. Each grid is supported in place along the fuel assembly longitudinal direction by special connecting rods. As one customary arrangement, there are four horizontally aligned grids in a square arrangement surrounded by the sheath at a given vertical position in the fuel assembly.

설계자들은 그리드의 성능을 향상시키기 위하여 끊임없이 노력하고 있다. 관심 있는 분야는 그리드를 통해 종방향으로 흐르는 냉각수의 압력강하를 감소시키고 운반하는 동안 연료 집합체의 완충작용 및 조사후 응력이완으로 인한 스프링력의 감소에 대처하는 것이다. 연료 집합체에 특히 중요한 항목은 피복체에 작용하는 지진력에 대한 그리드의 완충작용과 비교적 온도가 낮은 물을 피복체 벽으로부터 비교적 온도가 높은 그리드의 내부 셀로 향하도록 하는 것이다.Designers are constantly working to improve the performance of the grid. The field of interest is to reduce the pressure drop of the coolant flowing longitudinally through the grid and to cope with the reduction of the spring force due to the buffering of the fuel assembly and the relaxation of the stress after irradiation during transport. Particularly important items for fuel assemblies are the buffering of the grid against seismic forces acting on the sheath and the directing of the cooler water from the sheath wall to the inner cells of the relatively hot grid.

연료봉의 간격을 위하여 단지 소량의 구조재를 사용하며 동시에 적어도 원자로가 운전하는 동안 연료봉을 확고하게 배치시키는 간단한 원자로 연료 집합체 그리드를 마련하는 것이 본 발명의 주요 목적이다.It is a primary object of the present invention to provide a simple reactor fuel assembly grid that uses only a small amount of structural material for fuel rod spacing and at the same time firmly positions the fuel rods at least while the reactor is running.

고려중인 이러한 목적을 위하여, 본 발명은 상기 연료봉 각각의 울타리에 대하여 내부에 셀을 한정짓기 위하여 달걀 바구니 배열로 개삽한 다수의 그리드 스트랩으로 이루어진 원자로 연료 집합체 내의 연료봉 간격을 짓는 그리드에 관계하며, 상기 그리드 스트랩이 확장하는 연료봉의 위치 조정을 위하여 각 셀 내부로 돌출하는 적어도 하나의 보통 단단한 돌기부를 갖는 그리드에 있어서, 한쌍의 마주보지 않고 겨합된 그리드 스트랩 상의 상기 셀의 돌기부들은 상기 셀을 통한 축방향 냉각수 흐름을 보통 차단하며 상기 한 셀의 나머지 결합된 그리드 스트랩 상의 나머지 돌기부들은 상기 셀을 통한 종방향의 냉각수 흐름에 개방되는 것을 특징으로 한다.For this purpose under consideration, the present invention relates to a grid for spacing fuel rods in a reactor fuel assembly consisting of a plurality of grid straps interleaved in an egg basket arrangement to define a cell therein for each fence of the fuel rods. In a grid having at least one normally hard protrusion projecting into each cell for positioning the fuel rods to which the grid strap extends, the projections of the cell on the pair of opposing uncoupled grid straps are axially oriented through the cell. It normally blocks the coolant flow and is characterized in that the remaining protrusions on the remaining combined grid straps of the one cell are open to the longitudinal coolant flow through the cell.

양호한 형태에서 각각의 셀에서는 단일의 돌기부가 각각의 주위 셀 벽으로부터 그 내부로 돌출한다. 셀의 돌기부들은 보통 두 개의 일정간격을 이루는 평면내에 놓인다. 인접한 두 개의 스트랩에 있는 돌기부들은 두평면 중 하나에 배치되며 반대편 셀 스트랩의 돌기부들은 두 평면의 나머지 하나에 놓인다.In each cell, in a preferred form, a single protrusion protrudes from the respective surrounding cell wall therein. The protrusions of the cell usually lie in two flat spaced planes. The projections in two adjacent straps are placed in one of the two planes and the projections of the opposite cell straps lie in the other of the two planes.

본 발명은 첨부한 도면에서 단지 예시에 의하여 도시된 양호한 실시예의 다음 기술로부터 보다 쉽게 명백해 질 것이다.The invention will be more readily apparent from the following description of the preferred embodiment, shown by way of example only in the accompanying drawings.

참조할 사항이 본 발명의 몇몇 양호한 실시예를 위하여 첨부한 도면에서 설명된 예시로서 상세하게 기술될 것이다. 도면에서 동일 참조문자들은 몇몇 도면에서 동일부 또는 대응부를 표시한다.Reference will now be made in detail to the examples described in the accompanying drawings for some preferred embodiments of the invention. Like reference numerals in the drawings indicate like or corresponding parts in some drawings.

핵연료 집합체(38)에서 연료봉(18)의 간격을 위한 그리드(10)가 도면에 도시된다. 그리드(10)는 연료봉 각각을 별개로 둘러싸는 셀(17)을 만들어내기 위하여 달걀 바구니 배열로 정렬된 다수의 개삽 그리드 스트랩(12)을 갖는다. 그리드는 또한 그리드 스트랩의 높이방향 모서리(16)를 둘러싸는 보통 정사각형 형태의 배열을 형성하기 위하여 서로 연결된 네 개의 외부 스트랩(20)을 갖는다.The grid 10 for the spacing of the fuel rods 18 in the fuel assembly 38 is shown in the figure. The grid 10 has a plurality of insulated grid straps 12 arranged in an egg basket arrangement to produce a cell 17 that individually surrounds each fuel rod. The grid also has four outer straps 20 connected to each other to form an array of usually square shapes surrounding the heightwise edges 16 of the grid straps.

각각의 외부 스트랩(20)은 중앙부(22), 상부길이방향의 탄성경계부(24), 및 하부길이방향의 탄성경계부(26)를 갖는다. 양호한 형태에서 경계부(24,26)는 대응하는 외부 스트랩상의 중앙부(22)와 통합한다. 그리드 스트랩의 높이방향 모서리(16)는 그와 결합된 주위의 외부 스트랩(20) 중앙부(22)에 고정된다. 외부 스트랩의 경계부(24,26)는 공통 외부 스트랩의 결합된 중앙부(22) 저편으로 수직 확장하며, 경계부(24,26)는 공통 외부 스트랩의 결합된 중앙부(22) 저편의 그리드로부터 외부로 수평돌출한다. 양호한 형태에서, 외부스트랩의 중앙부(22)는 외부 스트랩(20)이 그와 결합된 그리드 스트랩의 높이방향 모서리에 고착될 때 보통 견고하며 외부 스트랩의 경계부(24,26)는 보통 내부로 만곡한다.Each outer strap 20 has a central portion 22, an elastic boundary portion 24 in the upper length direction, and an elastic boundary portion 26 in the lower length direction. In a preferred form the borders 24, 26 integrate with the center portion 22 on the corresponding outer strap. The heightwise edges 16 of the grid straps are secured to the center portion 22 of the outer strap 20 around them. Borders 24 and 26 of the outer strap extend vertically beyond the combined center 22 of the common outer strap, and borders 24 and 26 are horizontally outward from the grid beyond the combined center 22 of the common outer strap. Extrude In a preferred form, the center portion 22 of the outer strap is usually rigid when the outer strap 20 is secured to the height edge of the grid strap associated therewith and the borders 24 and 26 of the outer strap are usually curved inwards. .

각 외부 스트랩의 중앙부(22)는 적어도 하나의(양호하게는 둘)외부로 확장하는 견고한 스터드(34)를 갖는다. 스터드(34)는 결합된 외부 스트랩 경계부(24,26)의 돌출부보다 덜 돌출한다. 양호한 형태에서 스터드는 결합된 외부 스트랩(20)과 통합한다.The central portion 22 of each outer strap has a stud 34 that extends outward at least one (preferably two). The studs 34 protrude less than the protrusions of the combined outer strap boundaries 24, 26. In a preferred form the stud integrates with the combined outer strap 20.

그리드(10)는 비등수형 원자로에 사용하는 것 또는 가압수형 원자로에 사용되는 것과 같은 어떠한 연료 집합체에서라도 사용될 수 있다. 외부 스트랩의 경계부(24,26)는 연료 집합체를 원자로로 운반하는데 사용되는 적재 용기(도시되지 않음)에 작용하는 힘의 영향으로부터 연료봉을 탄력적으로 완충시킨다. 외부 스트랩의 스터드(34)는 손상을 방지하기 위하여 경계부(24,26)의 편향을 제한한다.Grid 10 may be used in any fuel assembly, such as for use in boiling water reactors or for pressurized water reactors. Boundaries 24 and 26 of the outer strap resiliently cushion the fuel rods from the effects of forces acting on a loading vessel (not shown) used to transport the fuel assembly to the reactor. The studs 34 of the outer strap limit the deflection of the boundaries 24, 26 to prevent damage.

네 개의 그리드로된 정사각형 배열를 둘러싸는 피복체(36)를 갖는 비등수형 원자로 연료 집합체(제4도)에서, 그리드(10a)의 마주 보지 않는 두 개의 외부 스트랩(20a,20b)은 피복체(36)에 보통 탄력적으로 접속하는 경계부(24,26)를 갖는다.(제1도 및 제2도에 보다 명확히 도시), 이것은 피복체(36)와 그리드 사이의 종방향의 냉각수 흐름을 차단하고, 이 차단된 흐름을 그리드(10) 중앙을 향하여 횡단면으로 흐르도록 하며, 피복체(36)상의 횡방향 힘에 대한 연료봉(18)의 영향을 완충시키는 효과를 갖는다. 피복체 벽을 따라 흐르는 비교적 온도가 낮은 흐름을 차단하며 그리드 내부 셀을 통해 흐르는 보다 온도가 높은 흐름으로 향하게하는 것은 그리드 내의 연료봉(18) 다발을 가로질러 보다 균일한 냉각수 온도 분포를 도모하며 CHF(임계열 유속)를 증가시킨다. 스터드(34)는 피복체에 횡방향의 힘이 존재하지 않을 때 경계부(24,26)의 돌출부 보다 덜 돌출한다. 스터드(34)는 외부 스트랩의 경계부(24,26)상에 횡방향의 힘이 존재할 때 이와 같은 힘의 영향을 제한한다. 피복체(36)내에 그리드(10)를 설치하는 것은 외부 스트랩의 경계부(24,26)상에 있는 표준 탭(tab : 32)에 의하여 보다 쉽게 수행된다.In a boiling water reactor fuel assembly (FIG. 4) having a sheath 36 enclosing a four grid square array, two non-facing outer straps 20a, 20b of the grid 10a have a sheath 36. ) Have boundaries 24 and 26 which are usually elastically connected (shown more clearly in FIGS. 1 and 2), which blocks the longitudinal coolant flow between the sheath 36 and the grid, The blocked flow is allowed to flow in cross section towards the center of the grid 10 and has the effect of cushioning the influence of the fuel rods 18 on the transverse forces on the sheath 36. Blocking the relatively low temperature flow along the cladding wall and directing it to a higher temperature flow through the cells inside the grid results in a more uniform cooling water temperature distribution across the fuel rods 18 bundles in the grid and the CHF ( Critical heat flux). The stud 34 protrudes less than the protrusions of the boundaries 24 and 26 when no transverse force is present in the coating. The stud 34 limits the effect of such forces when there is a transverse force on the boundaries 24, 26 of the outer strap. Installing the grid 10 in the sheath 36 is more easily carried out by standard tabs 32 on the boundaries 24, 26 of the outer strap.

외부 스트랩(20)은 지르코늄 또는 지르코늄 합금과 같은 낮은 중성자 포획 단면적을 갖는 물질로 만들어지며 그리드 스트랩 높이 방향의 모서리(16)에 용접에 의하여 함께 고착되는 것이 권장할 만하다.The outer strap 20 is made of a material having a low neutron capture cross-sectional area, such as zirconium or zirconium alloy, and it is advisable to stick together by welding to the edge 16 in the grid strap height direction.

그리드(10)내에서, 각각의 셀(7)은 내부 연료봉의 간격을 위하여 대응하는 상기 셀(7) 내로 돌출하는 적어도 하나의(양호하게는 꼭 하나) 돌기부(14)가 있는 상기 그리드 스트랩(12)을 가지며 종방향의 축을 갖는다.Within the grid 10, each cell 7 has at least one (preferably just one) protrusion 14 protruding into the corresponding cell 7 for the spacing of the internal fuel rods, the grid strap ( 12) and has a longitudinal axis.

개량된 그리드 스트랩을 갖는 그리드의 제1실시예에서, 셀(7)내의 마주보지 않고 결합된 한 쌍의 그리드 스트랩상에 있는 돌기부(14a)는 나머지의 결합된 그리드 스트랩 위에 있는 나머지 돌기부(14b)가 종방향의 냉각수 흐름에 개방되는 반면에 이와 같은 흐름에 대하여 폐쇄된다. 돌기부(14)는 보통 결합된 셀(7)의 종축을 향하여 수직으로 돌출하며 어떤 한 셀(7)에 있는 돌기부(14)는 보통 공면인 것이 바람직하다. 양호한 형태에서 패쇄 돌기부(14a)는 보통 종방향으로 펼쳐지는 아아치형의 사다리꼴이며 반면에 개방 돌기부(14b)는 보통 횡방향으로 펼쳐지는 아아치형의 사다리꼴이다, 돌기부(14)는 그와 결합된 그리드 스트랩(12)에 통합되며 통합된 돌기부(14)와 함께 그리드 스트랩(12)는 지르코늄 또는 지르코늄 합금과 같은 낮은 중성자 포획 단면적을 갖는 재료로 만들어 지는 것이 권장할 만하다(외부 스트랩과 동일).In a first embodiment of the grid with an improved grid strap, the projections 14a on the pair of non-facingly coupled grid straps in the cell 7 are the remaining projections 14b over the remaining bonded grid straps. Is open to the longitudinal coolant flow while closed for such a flow. The projections 14 usually project vertically towards the longitudinal axis of the combined cells 7 and the projections 14 in any one of the cells 7 are usually coplanar. In the preferred form, the closure projection 14a is an arch trapezoid which is usually extended in the longitudinal direction, whereas the open projection 14b is an arch trapezoid which is usually extended in the transverse direction, and the projection 14 is a grid associated therewith. It is advisable that the grid strap 12 together with the integrated protrusions 14 integrated into the strap 12 be made of a material having a low neutron capture cross-sectional area, such as zirconium or zirconium alloy (same as the outer strap).

앞절에서 논의된 개량된 그리드 스트랩을 갖는 그리드의 제1실시예에서, 관련된 연료봉(18)은 그리드(10)의 돌기부(14)에 대하여 혈거운 맞춤을 한다. 이러한 것은 나중에 논의될 그리드의 또다른 실시예에서와 같이 원자로내의 대응연료 집합체 수명의 말기 근처에서만 일어나도록 설계될 수 있으며 또는 연료 집합체를 제조하는 동안 공작 될 수 있다. 헐거운 맞춤이 존재할 때, 수압은 그리드(10)의 셀(7)내에서 적당한 위치에 연료봉(18)을 지지할 것이다. 제3도를 참조하면, 결합된 연료봉(18)은 폐쇄 돌기부(14a)와의 접촉으로부터 추출될 것이며 개방 돌기부(14b)를 통해 그리고 보통 폐쇄 돌기부(14a) 반대편에 있는 셀(7)을 통해 흐르는 종방향 냉각수의 상호작용에 의하여 개방 돌기부(14b)와 접촉하여 삽입된다.In a first embodiment of the grid with the improved grid strap discussed in the previous section, the associated fuel rods 18 make a bloody fit to the protrusions 14 of the grid 10. This may be designed to occur only near the end of the corresponding fuel assembly life in the reactor, as in another embodiment of the grid, which will be discussed later, or may be machined during the manufacture of the fuel assembly. When there is a loose fit, the hydraulic pressure will support the fuel rod 18 in a suitable position within the cell 7 of the grid 10. With reference to FIG. 3, the combined fuel rods 18 will be extracted from contact with the closed protrusions 14a and will flow through the open protrusions 14b and through the cells 7 which are usually opposite the closed protrusions 14a. It is inserted in contact with the open projection 14b by the interaction of the directional cooling water.

개량된 그리드 스트랩을 갖는 그리드의 제2실시예에 있어서, 이전에 논의된 제1실시예의 통합과는 관계없이 어떤 한 셀(7)내에 있는 돌기부(14)들은 보통 공면이며 두 개의 종방향으로 분리된 면 중 하나에 놓인다. 셀(7)에서 돌기부(14)가 놓이는 평면은 두 평면의 하나에 돌기부(14)를 갖는 하나의 셀(7')이 두 평면의 다른 하나에 놓인 그리드 스트랩(12)의 다른 한면상의 반대편 셀(7＂)에 돌기부(14)를 갖도록 선택된다.In the second embodiment of the grid with an improved grid strap, irrespective of the integration of the first embodiment discussed previously, the protrusions 14 in any one cell 7 are usually coplanar and are separated in two longitudinal directions. Is placed on one of the faces. The plane in which the protrusions 14 lay in the cell 7 is the opposite cell on the other side of the grid strap 12 in which one cell 7 ′ with the protrusions 14 in one of the two planes lies in the other of the two planes. It is selected to have the projection 14 at 7 '.

그리드(10)를 통해 흐르는 종방향 냉각수의 압력강하는 돌기부(14)가 그리드(10)를 통해서 동일 높이에 있지 않기 때문에 감소된다. 또한 그리드(10)는 돌기부(14)가 꼭 한면에 있지 않고 그리드(10)를 가로질러 두면에 존재하기 때문에 연료봉(18)에 관하여 경사지지 않을 것이다.The pressure drop of the longitudinal cooling water flowing through the grid 10 is reduced because the projections 14 are not at the same height through the grid 10. In addition, the grid 10 will not be inclined with respect to the fuel rod 18 because the protrusions 14 are present on two sides across the grid 10 rather than on one side.

이전에 논의된 개량된 그리드 스트랩을 갖는 그리드의 제2실시예에 있어서, 그리드 스트랩(12)은 한 셀 내로 돌출하는 단일의 폐쇄 돌기부(14a) 및 그리드 스트랩의 다른 한면 상에서 마주보는 셀내로 돌출하는 단일의 개방 돌기부(14b)를 가지며, 그리드 스트랩(12)상에 있는 이러한 폐쇄 돌기부(14a)들은 보통 동일 선상에 있으며 마찬가지로 상기 그리드 스트랩상의 개방 돌기부(14b)들도 보통 동일선상에 있다. 폐쇄 돌기부(14a)가 종방향으로 펼쳐지는 아아치형이며 개방 돌기부(14b)가 횡방향으로 펼쳐지는 아아치형인 경우에, 폐쇄 돌기부(14a)는 보통 높이방향으로 동일선상에 있으며 개방 돌기부(14b)는 보통 길이방향으로 동일선상에 있을 것이다.In a second embodiment of the grid with the improved grid strap discussed previously, the grid strap 12 protrudes into the opposing cell on the other side of the grid strap and a single closed protrusion 14a protruding into one cell. These closed protrusions 14a, which have a single open protrusion 14b, on the grid strap 12, are usually collinear and likewise the open protrusions 14b on the grid strap are also colinear. In the case where the closing projection 14a is arched in the longitudinal direction and the opening projection 14b is in the arching shape in the lateral direction, the closing projection 14a is usually in the same line in the height direction and the opening projection 14b. Will usually be collinear in the longitudinal direction.

양호한 그리드 스트랩을 갖는 그리드의 제3실시예에 있어서, 전술한 제1 및 제2 실시예의 통합과는 관계 없이 특정 셀(7)에 대하여 적어도 두 개의 마주보지 않고 결합된 그리드 스트랩(12)은 탄력적이며 연료봉(18)을 유연성 있게 파지하기 위하여 스프링 같이 휘어진다. 탄력있는 그리드 스트랩(12)은 돌기부(14) 영역에서 휘어질 것이며 돌기부(14)는 탄력있는 그리드 스트랩으로 인하여 유연성 있게 연료봉(18)에 접촉할 것이다. 특정 셀에 대한 그리드 스트랩은 탄력적이며 그리드(10) 내의 모든 셀(7)에 대하여 다수의 그리드 스트랩(12)는 탄력적이고 특정 셀의 돌기부와 같이 보통 돌기부(14)를 갖는 것이 권장할 만하다. 전술한 바와 같이, 각각의 셀(7)은 대응하는 셀 내로 돌출하는 단일 돌기부가 있는 그리드 스트랩(12)을 갖는 것이 양호하다. 표준의 외부 또는 통합 스프링(또는 스프링 및 딤플)돌기부에만 의존하는 대신에 그리드 스트랩(12)에 스프링 작용을 통합시킴으로써 그리드(10)의 높이가 낮아져서 그리드(10)를 통해 흐르는 종방향 냉각수의 압력강하를 감소시킬 수 있을 것이다.In a third embodiment of the grid with a good grid strap, the grid straps 12 joined at least two without facing each other for a particular cell 7 are flexible, regardless of the integration of the first and second embodiments described above. And bent like a spring to flexibly grip the fuel rod 18. The resilient grid strap 12 will bend in the region of the protrusion 14 and the protrusion 14 will flexibly contact the fuel rod 18 due to the resilient grid strap. It is advisable that the grid straps for a particular cell are elastic and that for every cell 7 in the grid 10 the plurality of grid straps 12 are elastic and usually have protrusions 14, such as those of a particular cell. As mentioned above, each cell 7 preferably has a grid strap 12 with a single protrusion protruding into the corresponding cell. Instead of relying only on standard external or integrated spring (or spring and dimple) projections, the height of the grid 10 is lowered by incorporating a spring action in the grid strap 12 to lower the pressure drop of the longitudinal coolant flowing through the grid 10. Will be reduced.

개량된 그리드 스트랩을 갖는 그리드의 제4실시예에 있어서, 이전에 기술된 제1 및 제3실시예가 독특하게 조화될 것이다(제2실시예의 통합과는 관계 없이) 연료봉(18) 및 그리드(10)가 원자로 수명 초기(제2도 참조)에 있을 때 그리드 스트랩(12)은 탄성적이며 돌기부(14)가 있는 연료봉(18)을 유연성 있게 파지하기 위하여 돌기부 영역에서 스프링 같이 휘어질 것이다. 연료봉(18) 및 그리드(10)가 원자로 수명 말기에 있을 때 그리드 스트랩(12)은 보통 조사로 인한 응력이완으로 탄력성을 상실한다. 돌기부(14)에 대한 연료봉(18)의 헐거운 맞춤(제1실시예와 같이)은 본 기술에 숙련된 사람들에 의하여 수행될 수 있는 바와 같이 방사선 효과(일반적으로 그리드 스트랩(12)의 조사로 인한 응력이완, 이차적으로 조사로 인한 그리드(10)의 신장 및 연료봉(18)의 조사후 크리이핑으로 인한 직경의 감소)를 감안하여 수명 말기(제3도 참조)에 일어나도록 설계된다. 연료봉(18)은 폐쇄돌기부(14a)에 접촉하여 추출되며 개방 돌기부에 접촉하여 삽입된다. 연료봉(18)은 보통 개방 돌기부(14b)를 통해 그리고 보통 폐쇄 돌기부(14a) 건너편에 있는 셀(7)을 통해 흐르는 종방향 냉각수의 상호작용으로 인하여 셀(7) 내의 이와 같은 위치에 유지될 것이다. 그리드(10) 내에 있는 하나 또는 그 이상의 모든 셀(7)들은 그와 같은 유연성 있는 그리드 스트랩(12) 및 그와 같은 폐쇄 및 개방 돌기부(14a,14a)를 갖는다. 그리드 스트랩(12) 및 전체 돌기부(14)를 위하여 선택된 지르코늄 또는 지르코늄 합금과 같은 재료는 원자로 수명 초기에 탄력성을 가지며 원자로 수명 말기에는 조사후 응력이완으로 인하여 탄력성을 상실한다.(본 기술에 숙련된 사람들에 의하여 측정될 수 있는 바와 같이)또한 이와 같은 재료는 낮은 중성자 포획 단면적을 갖는다.In the fourth embodiment of the grid with an improved grid strap, the previously described first and third embodiments will be uniquely harmonized (regardless of the integration of the second embodiment) fuel rods 18 and grid 10. Grid strap 12 will be elastic and bend like a spring in the projection region to flexibly grip the fuel rod 18 with the projection 14 when the reactor is at the beginning of the reactor life (see also FIG. 2). When the fuel rods 18 and grid 10 are at the end of the reactor life, the grid strap 12 usually loses its elasticity due to stress relaxation due to irradiation. Loose fit of the fuel rod 18 to the protrusion 14 (as in the first embodiment) is due to radiation effects (generally due to irradiation of the grid strap 12) as can be performed by those skilled in the art. It is designed to occur at the end of life (see FIG. 3) in view of stress relaxation, secondary elongation of grid 10 due to irradiation, and reduction in diameter due to creep after irradiation of fuel rod 18). The fuel rod 18 is extracted in contact with the closing projection 14a and inserted in contact with the opening projection. The fuel rod 18 will remain in this position within the cell 7 due to the interaction of the longitudinal coolant flowing through the open protrusion 14b and through the cell 7 usually across the closed protrusion 14a. . One or more all cells 7 in grid 10 have such a flexible grid strap 12 and such closed and open protrusions 14a, 14a. Materials such as zirconium or zirconium alloy selected for the grid strap 12 and the entire projection 14 are resilient at the beginning of the reactor life and lose their resilience due to stress relaxation after irradiation at the end of the reactor life. Such materials also have a low neutron capture cross-sectional area (as can be measured by people).

일반적으로 견교한 외부 스트랩(20)은 비교적 탄력있는 스프링(28)과 비교적 견고한 딤플(30)과 함께 중앙부를 가짐으로써 외곽에 있는 셀(7)에서 연료봉(18) 지지를 완수한다. 양호한 형태에서, 외부 스트랩(20)의 중앙부(22)와 통합하여 스프링(28)은 상대적으로 긴 아아치이며 딤플(30)은 상대적으로 짧은 아아치이다. 그리드 스트랩(12)의 아아치를 위하여 이전에 논의된 셀(7)의 마주보지 않는 패쇄 돌기부 쌍과 마주보지 않는 개방 돌기부쌍 형태를 완수하기 위하여 외부 스트랩 아아치는 종방향 또는 횡방향으로 향한다.The tight outer strap 20 generally has a central portion with a relatively resilient spring 28 and a relatively rigid dimple 30 to accomplish support of the fuel rod 18 in the outer cell 7. In a preferred form, the spring 28 is a relatively long arch and the dimple 30 is a relatively short arch in combination with the central portion 22 of the outer strap 20. For the arch of the grid strap 12 the outer strap arch is directed in the longitudinal or transverse direction to complete the form of the pair of non-concave closure protrusions of the cell 7 discussed previously.

본보기로서(아직 원자로에서는 시도되지 않음), 약2-1/2 제곱인치의 4x4 지르코늄 그리드가 16개의 연료봉을 지지한다. 그리드 스트랩은 높이 약 7/8인치 두께 약 1/8밀리인치이며 연료봉의 존재로 인하여 약6-8밀리인치씩 유연성 있게 만곡될 것이다. 외부 스트랩은 두게 약 18밀리인치이며, 높이 약 7/8인치의 중앙부와 높이 1/8인치의 각 경계부를 갖는다. 경계부는 약 1/8인치 수직으로 확장하며 약 37밀리인치 수평으로 돌출한다. 중앙부의 스터드는 약 32밀리인치 돌출한다. 연료봉은 중앙부를 단지 약 2밀리인치 편향한다.As an example (not yet attempted in a reactor), a 4 × 4 zirconium grid of about 2-1 / 2 square inches supports 16 fuel rods. The grid straps are about 7/8 inches tall and about 1/8 millimeters thick and will flex flexibly about 6-8 millimeters by the presence of fuel rods. The outer strap is about 18 millimeters wide and has a central portion about 7/8 inches high and each border about 1/8 inches high. The boundary extends about 1/8 inch vertically and protrudes about 37 millimeters horizontally. The central stud protrudes about 32 millimeters. The fuel rods deflect only about 2 millimeters in the center.

상기 교지에 견주어서 많은 수정 및 변화가 가능하다는 것이 명백해질 것이다. 그러므로 첨부한 특허청구의 범위내에서 본 발명이 특정기술된 것 이상으로 실행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.It will be apparent that many modifications and variations are possible in light of the above teachings. It is, therefore, to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described.

Claims

Each fuel rod 18 has a plurality of interleaved grid straps 12 arranged in an egg basket arrangement to form a fenced cell 7, each of which extends the fuel rods 18. In the grid 10 for spacing the fuel rods 18 within the reactor fuel assembly 38 having at least one rigid projection 14 projecting into each cell 7 for the positioning of The projections 14a of the cell on the grid strap 12 coupled without looking are enclosed in the axial coolant flowing through the cell 7 and the remaining projections 14b on the remaining grid strap 12 are the cells. A grid for spacing fuel rods within a reactor fuel assembly characterized by being open to longitudinal coolant flowing through (7).

10. The grid according to claim 1, wherein each of the grid straps (12) has only one of the protrusions (14) projecting into each cell (7).

The method of claim 1, wherein the closing projection (14a) is an arch extending in the longitudinal direction in the coolant flow direction, the opening projection (14b) is formed by a strap cut portion cut from the strap 12 and each cell ( 7) The grid characterized in that the arch is extended in the transverse direction that is bent inward.

4. The grid according to claim 3, wherein the closed and open arch portions (14a, b) are trapezoidal.

The grid of claim 1, wherein the grid strap (12) consists essentially of zirconium.

2. The projections (14) of claim 1, wherein the projections (14) in the cell (7) are provided so that the projections (14) projecting from one of the opposite grid straps (12) into a cell reduce the pressure drop of the cooling water flowing through the grid. A grid arranged in one of two axially spaced planes for placement on a face.

2. The grid of claim 1, wherein the closed protrusion 14a of a particular grid strap 12 is collinear and the open protrusion 14b of the particular grid strap 12 is collinear. .

2. The protrusions (14a, b) of claim 1, wherein the protrusions (14a, b) are dimensioned to loosely fit the fuel rod (18) in the cell (7), and the fuel rod (18) is pressurized during operation to close the protrusion. A grid, characterized in that it is extracted from (14a) and is in contact with said opening projection (14b) by cooling water.

2. The grid according to claim 1, characterized in that for each cell 7 two adjacent straps 12 are elastic such that they are spring-like in the region of the protrusions 14a, b to flexibly couple the fuel rods 18. .

10. The grid according to claim 9, wherein the protrusions (14a, b) are rigid and the grid straps (12) of the cells (7) are elastic.

4. The four outer straps 20 are attached together in a square arrangement surrounding the interleaved grid straps 12, each of the outer straps 20 having a central portion 22 and lengths of upper and lower portions. Direction, the grid strap 12 is attached to the central portion 22 of the outer strap 20, the boundary portions 24, 26 extend vertically and the outer portion The grid, characterized in that the horizontal projection of the strap 20 to the outside of the center portion (22).

12. The grid according to claim 11, wherein each outer strap (20) center portion (22) is rigid when attached to the grid strap (12) heightwise edge.

13. The grid according to claim 12, wherein each of the outer straps (20) center portion (22) comprises at least one rigid stud (34) projecting less outwardly than the boundary (24,26).

The grid of claim 13, wherein the stud (34) is integrated into the outer strap (20).

12. The grid of claim 11, wherein the grid is disposed within a fuel assembly including a sheath 36 surrounding the grid, wherein at least two adjacent outer straps 20 of the grid block longitudinal cooling water flowing between them. Blocked longitudinal coolant flows laterally towards the center of the grid and also buffers the impact of the fuel rod 18 on the transverse forces on the sheath 36 and usually with the sheath 36. A grid having elastically contacting boundaries.

16. The center of each of the outer straps (20) according to claim 15, in order to limit the movement of the grid as a result of the lateral force and to the ows of the boundaries (24, 26) in the outer strap (22). A grid comprising two rigid studs (34) projecting outwardly less than the boundary (24,26) to prevent burr stripping.

12. The grid according to claim 11, wherein the boundary (24, 26) is curved inwardly and integrates with the central portion (22).