NO120843B - - Google Patents

Description

Anordning for kjernereaktorer.

Foreliggende oppfinnelse angår en brenselpatron for atom-reaktorer som omfatter et antall innbyrdes parallelle brenselstaver og minst én spreder for fiksering av avstanden mellom brenselstavene, hvilken spreder omfatter et stivt og i forhold til brenselstavene tverrgående sprederstativ og adskilte sprederfjaerer festet til stativet og innrettet til å ligge an mot brenselstavene.

En brenselpatron av lignende art er tidligere kjent fra belgisk patent 625 250, men denne kjente brenselpatron har en spreder som har en rekke ulemper. Sprederstativet er bygget opp av en ramme og et antall langsmale, innbyrdes parallelle mellomvegger, hvis ender er festet til rammen. Mellom disse festepunkter får mellomveggene stbtte bare i sideretningen av mellom veggene krys- sende, langsmale sprederfjærer, hvis ender er festet i rammen og som har innbyrdes parallell hovedretning. I og med at sprederstativet, bortsett fra et område nærmest rammen, ikke er helt stivt, oppstår store vanskeligheter med å avpasse sprederfjærenes f jæringsevne på en sådan måte at fjærenes stbttetrykk mot brenselstavene virkelig holder disse i sine tilsiktede stillinger. Særlig betenkelig er det i denne forbindelse at sprederfjærene ligger an mot hverandre for å få stbtte hvor ingen mellomvegg finnes. Dette medfbrer også at mer enn én stav vil bli berbrt av et eventuelt fjærbrudd. Videre at den del av en sprederfjær som ligger mellom to tilstbtende stbttepunkter blir temmelig kort, hvilket har stor negativ virkning på den bnskede f jaeringsevne og avpasset stbttetrykk mot brenselstavene. Dessuten ligger hver sprederfjær ikke an én, men to ganger mot én og samme brenselstav for å stbtte den radialt i to forskjellige retninger som danner en i det vesentlige rett vinkel med hinannen, hvilket medfbrer at konsekvensene av et fjærbrudd blir ennå alvorligere.

Disse ulemper avhjelpes ved at brenselpatronen ifblge oppfinnelsen får de i patentkravet l's karakteristikk angitte sær-trekk. Derved oppnås at sprederstativet blir fullstendig stivt og er istand til å gi sprederfjærene en veldefinert stbtte, og at sprederfjærene kan gis en tilstrekkelig lengde for lett oppnåelse av den bnskede f jaeringsevne og vel avveiet stbttetrykk mot brenselstavene, således at sprederen ettergivende holder brenselstavene i de tilsiktede stillinger selv når de utsettes for vibrasjoner som folge av et hurtig forbistrbmmende kjblemedium. Sprederstativet kan med fordel bygges opp av sirkulære rbrelementer, men andre tverrsnitt kan også tenkes. Rbrelementet med firesidig eller poly-gonalt tverrsnitt kan for eksempel ganske enkelt frembringes ved at en ramme forsynes med et antall mellomvegger som krysser hverandre og fortrinnsvis er gruppevis parallelle.

Oppfinnelsen skal beskrives i det fblgende under henvis-ning til tegningene som viser skjematisk forskjellige utfbrelser av oppfinnelsen, idet fig. 1 viser et aksialt snitt av en sprader i henhold til en fbrste utfbrelse, fig. 2 viser et sidesnitt av et av de på fig. 1 viste rbrelementer for sprederen, fig. 3 viser et snitt etter linjen A - A på fig. 1 og fig. 4 viser i stbrre målestokk et sidesnitt av én type sprederfjærer; fig» 5 og 6 viser sprederfjærer av en annen type og fig. 7 viser et aksialt snitt av en spreder bestemt for sprederfjærer ifblge fig. 6.

På figurene betegner 1 brenselstavene og 2 sprederstativets ytre ramme. Innenfor rammen 2 opptar sprederstativet et antall sirkulære, rektangulære eller kvadratiske rbrelementer 3 som er anordnet i til hinannen vinkelrett forlbpende rader og er loddet eller sveiset til hverandre ved kontaktpunktene samt også på samme måte forbundet med rammen 2. Loddingen ut f bres best ved o.vnslod-ding. På fig. 1 og 7 er rbrele mentene 3 sirkulære, men de kan også være rektangulære og/eller kvadratiske.

På fig. 1 er bare et fåtall brenselstaver 1 inntegnet i sine respektive rbrelementer. Stavene 1 er fiksert i sentrum av rbrelementene 3 ved hjelp av sprederfjærer 4, av hvilke fire er festet til hvert rbrelement. Sprederstativet fremstilles best av et materiale med lav neutron-absorberingsevne, f.eks. av legeringen Zircaloy 2. Også rustfritt stål er i visse reaktortyper et godt materiale.

Fig. 2 viser et rbrelement 3 med kvadratisk tverrsnitt sett fra siden. I rbrets ene endekant er der i hver vegg en utspa-ring 5 for periferisk fiksering av sprederfjærene. 1 midten av rbrelementet finnes der i hver vegg en åpning 6, gjennom hvilken en på vedkommende sprederfjær anordnet anleggsdel er fbrt for anlegg mot brenselstaven.

Monteringen av sprederfjærene fremgår tydeligere av fig.

3. Ved den viste utfbrelse er sprederfjærene 4 montert på rbrele-mentets 3 utside og anleggsdelen 8 fbrt gjennom åpningen 6.

Fig. 4 viser i stbrre målestokk sprederfjæren 4 i henhold til fig. 1 og sett fra siden. Den består av en boyd plateremse av et passende fjærmateriale, f.eks. en herdet nikkel-krom-jern-leger-ing. Anleggsdelen 8 er ved utfbrelsen på fig. 4 fremstilt som en utbbyd del av fjærplaten. Ved denne utforming oppnås den fordel at også selve anleggdelen blir fjærende og at mindre bevegelser såvel i aksial som i radial retning kan opptas av sprederfjæren uten at der oppstår noen glidning ved selve anleggsflaten mot brenselstaven. For at sprederfjæren skal kunne oppta aksiale bevegelser er det ve-vesentlig at forbindelsen mellom anleggdelen 8 og fjærens bevegelse er relativt svak. Dette er oppnådd ved at anleggdelen 8 har fått en soppiignende form, hvorved den dessuten blir fjærende i radial retning. Man kan selvfblgelig også tenke seg å utforme sprederfjæren med en separat påmontert anleggdel i stedet for utbbyningen 8, hvis dette på noen måte skulle være fordelaktigere. Sprederfjæren er i endene forsynt med gripeflenser 9, av hvilke i det minste den ene vanligvis bbyes i rett stilling fbrst ved monteringen. I slike tilfelle har fjæren den form som er vist med strekede linjer ved 10

innen den monteres på sprederstativets rbrelement. Såvidt utbby-

ningen 8 tillater at sprederfjæren kan tas ut aksialt, er det mulig at gripeflensene 9 kan være ferdige fbr monteringen. Monteringen av fjærelementene ved en brenselstavposisjon kan skje etter at brenselstaven er satt inn i denne posisjon eller også kan brensel-

stavene skytes inn i den komplette spreder. Sistnevnte fremgangs-

måte krever imidlertid at brenselstavene beskyttes mot risping,

f.eks. ved anvendelse av beskyttende mellomlegg av plast eller lig-

nende, som tas bort etter at monteringen er ferdig. Det kan også

være hensiktsmessig å sikre fjærenes innfesting ved lodding eller kanskje sveising.

Fig. 5 viser en sprederfjær av en annen konstruksjon.

Denne fjær er bestemt til å tres over rbrelementet. Denne fjærform

kan lett modifiseres så den blir dobbeltvirkende som vist på fig. 6.

Fjæren er her utformet med to anleggsdeler 8a og 8b i form av utbby-

de buer. Denne fjærtype anvendes hensiktsmessig i slike tilfelle,

hvor fjæren anbringes ved kontaktlinjen mellom to nærliggende rbr-

elementer 3a og 3b. Et eksempel på en spreder av denne type er vist på fig. 7. Særlig ved denne type spredere kan andre tverrsnitt på

rbrelementene enn det sirkulære være hensiktsmessig, f.eks. gir sekskantet form et relativt stivt sprederstativ.

Claims (7)

1. Brenselpatron for kjernereaktorer som omfatter et antall innbyrdes parallelle brenselstaver (1) og minst én spreder (2 - 4)

for fiksering av avstanden mellom brenselstavene, hvilken spreder omfatter et stivt og i forhold til brenselstavene (1) tverrgående sprederstativ (2 - 3) og adskilte sprederfjærer (4) festet til stativet og innrettet til å ligge an mot brenselstavene, karakterisert ved at sprederstativet (2 - 3) omfatter et antall véd siden av hverandre anordnede, stive rbrelementer (3) som hvert er «tivt forbundet med tilstbtende rbrelementer (30) og gjennom-løpes av bare, in brenselstav ilh som ved ein pns.s»sjer gjennom .ror-elementet^(3>), sLGttaa radialt av minst tre»£ ortrinnj£i-*> f ire ed*-skilteistdl: rBrelementct' ffefl£«cte: og..i forhold?tit^&vaøtfel Btayene,-n«. (i) langsgående:pprederfjærer (4).

2. Brenselpatron i henhold til krav 1, karakterisert ved at sprederfjærene (4) er anbragt på rbrelementenes (3) utside og forsynt med en anleggdel (8) som er fbrt gjennom en åpning (6) i rbrelementet (3) for anlegg mot brenselstaven (1).

3. Brenselpatron i henhold til krav 1, karakterisert ved at sprederfjærene (4) er formet som klemmer og trædd over rbrelementenes mantel.

4. Brenselpatron i henhold til krav 2 eller 3, karakterisert ved at hver sprederfjær (4) består av et bbyd platebånd av fjærmateriale og ved sitt midtparti er forsynt med en anleggsdel (8, 8a, 8b).

5. Brenselpatron i henhold til krav 4, karakterisert ved at hver sprederfjær (4) er forsynt med en gripeflens (9) avpasset til å gripe om kanten av et rbrelement (3).

6' Brenselpatron i henhold til et av kravene 1-5, karakterisert ved at rbrelementene (3) ved sine ender er forsynt med aksiale innskjæringer (5) for periferisk fiksering av sprederfjærene (4).

7. Brenselpatron i henhold til et av kravene 1-5, karakterisert ved at sprederfjærene (4) er fastloddet eller fastsveiset i sprederstativet.