NO130347B - - Google Patents

Description

Knippekonstruksjon av brenselselementer for atomreaktorer.

I forskjelligartede atomreaktorer har

brenselet i alminnelighet form av små staver eller stenger anbragt butt i butt innen-for et hylster. Dette hylster isolerer brenselet fra kjølefluidet som gjennomstrømmer kanalene i moderatoren som brenselet er anbragt i.

Når der i slike reaktorer anvendes

brensler som har lavere varmeledningsevne enn metallisk uran, f. eks. uranoxyd, kan dette føre til høye temperaturgradienter og uheldig store temperaturforskjeller i brenselet.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på

en knippekonstruksjon av brenselelementer for atomreaktorer hvor omgivende hylstre for knippets brenselstaver danner et sammenhengende hele.

Denne konstruksjon gjør det mulig å begrense tykkelsen av brenselelementet ved å dele det opp i staver med liten diameter, sammenføyet i knipper.

Samtidig økes brenselets kjøleflate, hvorved det blir mulig under ellers like forhold å øke reaktorens spesifike effekt.

Imidlertid byr utformningen av et nett av stavknipper på problemer som ofte er vanskelige å løse med hensyn til den me-kaniske sammenføyning.

Den foreliggende konstruksjon gjør det

mulig i henhold til oppfinnelsen å realisere et knippe som er utført som en sammenhengende blokk, og som er sikrere og er mer lettvint å håndtere enn en mekanisk sam-menføyet konstruksjon.

Den nye konstruksjon er hovedsakelig

karakterisert ved at de innbyrdes sammenhengende hylstre utgjøres av stavenes tettsluttende skjeder som via utvendige utvidelser er forbundet til en i ett stykke utført blokk.

Herved oppnår man at hele knippe-konstruksjonen kan fremstilles i én opera-sjon ved plastisk deformasjon av metallet, f. eks. ved utsprøytning eller ved en form-givning ved presisjonsstøpning. Man kan da enten benytte formningsorganer eller støpeformer som i sin helhet utgjøres av stykker som fjernes etter formgivningen, eller man kan tilveiebringe formgivningen på selve brenselet under utsprøytings- eller støpeoperasjonen.

Foruten at enhver mekanisk sammen-føyning ungås, gir slike elementer bedre tetning og har minimal vekt av skjeder i forhold til brensel såvel som et bedre mekanisk hold.

Under henvisning til de skjematiske figurer 1—12 vil der i det følgende bli be-skrevet forskjellige ikke-begrensende ek-sempler på utførelsen av brenselelementer for kjernereaktorer og med en knippekonstruksjon overensstemmende med oppfinnelsen. Fig. 1 er et perspektivriss av en knippekonstruksjon ifølge oppfinnelsen sett på skrå ovenfra. Fig. 2 viser snitt av den samme konstruksjon tatt loddrett på aksen. Fig. 3—12 viser snitt i likhet med fig. 2 av andre knippekonstruksjoner i henhold til oppfinnelsen.

På fig. 1 og 2 ses seks periferisk anord-nede skjeder 1, 2, 3, 4, 5 og 6 plasert i hjørn-ene av en regulær sekskant og omkring en sentral skjede 7. Disse seks periferiske skjeder er forbundet med den sentrale skjede ved utvendige utvidelser 8, 9, 10, 11, 12 og 13. Fig. 3 viser en konstruksjon med samme antall skjeder som det på fig. 1 og 2, men de periferiske skjeder er dessuten forbundet innbyrdes ved utvidelser av sine legemer overensstemmende med oppfinnelsen. Figurene 4, 5 og 6 viser knippekonstruksjoner i henhold til oppfinnelsen med henholdsvis tre, fire og fem skjeder, geo-metrisk fordelt rundt en sentral skjede og forbundet med denne ved utvidelser av sine legemer. Fig. 7 viser en knippekonstruksjon med fire periferiske skjeder uten sentral skjede. De er forbundet med en massiv kjerne som består av samme materiale som de selv. Fig. 8 og 9 viser knippekonstruksjoner av brenselelementer med henholdsvis fire og åtte periferiske skjeder og ingen sentral skjede. De periferiske skjeder er forbundet med de respektive nærmestliggende skjeder ved utvidelser av sine legemer. Fig. 10, 11 og 12 viser knippekonstruksjoner av brenselelementer overensstemmende med oppfinnelsen, men uten regulær radialt symmetrisk struktur. Der frem-kommer således åpninger som man kan ut-nytte for å gjennomføre bestrålinger eller anbringe måleapparater.

For at oppfinnelsen skal forstås bedre, kan det nevnes at alle de elementer som er vist på fig. 3—12, kan ha samme ytterdia-meter, slik at de kan byttes ut mot hverandre. Ennvidere kan alle skjedene ha samme diameter for at de lett skal kunne be-stykkes med tettsluttende staver med samme dimensjoner.

Imidlertid vil det stadig være i over-

ensstemmelse med oppfinnelsen å benytte skjeder med forskjellig diameter i samme element.

I alle tilfeller vil dimensjonene og an-tallet av skjeder selvsagt avhenge av ved-kommende type atomreaktor, av formen av kanalen som inneholder skjeden, av kjøle-fluidet, av fluidets sirkulasjonshastighet og av arten av det anvendte brensel.

Claims (5)

1. Knippekonstruksjon av brenselelementer for atomreaktorer hvor omgivende hylstre for knippets brenselstaver danner et sammenhengende hele, karakterisert ved at de innbyrdes sammenhengende hylstre utgjøres av stavenes tettsluttende skjeder som sammen med utvendige utvidelser som forbinder dem, danner en i ett stykke utført blokk.

2. Knippekonstruksjon som angitt i påstand 1, karakteriserrt ved at de periferiske skjeder er forbundet med en sentral skjede.

3. Knippekonstruksjon som angitt i påstand 1, karakterisert ved at de periferiske skjeder er forbundet med hverandre og med en sentral skjede.

4. Knippekonstruksjon som angitt i påstand 1, karakterisert ved at de periferiske skjeder er forbundet innbyrdes uten at der foreligger noen sentral skjede.

5. Knippekonstruksjon som angitt i påstand 1—3, karakterisert ved at den sentrale skjede er erstattet med en blindskjede som bare utgjøres av en kjerne av skjedemetall.