NO137955B - Brenselmontasje for en kjernereaktor. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører kjernereaktorer og spesielt en brenselmontasje for kjernereaktorer som angitt i innledningen til det etterfølgende krav 1. Oppfinnelsen gjelder således en forbedret utførelse av en åpen kanalrist for å holde et arrangement av brenselstaver og/eller føringsrørlommer for styrestaver i en brenselmontasje for en kjernereaktor.

Hver brenselmontasje i en kjernereaktor av den type som nyttes i elektriske kraftanlegg, omfatter ca. 200. brenselstaver i tillegg til ca. 25 føringsrørlommer for styrestaver.

- Disse staver og rørlommer blir holdt i nøyaktig sideveis forhold til hverandre ved hjelp av et antall åpne kanalrister anbragt med mellomrom i brenselmontasjens lengde. Hovedsaken ved den foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedret utform-ning av en åpen kanalrist. US-patent nr. 3.379.617 viser en

grunnleggende form for gitter som nyttes for nøyaktig orientering og fastholding av brenselstaver og føringsrørlommer for styrestaver, i stilling i brenselmontasjen.

Som vist i nevnte patent, består gitteret av tynne metallband kryssende sammensatt for å danne et gitter liknende de hverandre kryssende skillevegger i en eggeske, med åpninger i hvilke de separate brenselstaver og føringsrørlommer er anbragt. Et par fjærfingre rager inn i hver åpning fra veggene til hosliggende bånd og metallutpressinger som rager innad i de samme åpninger fra de andre to hosliggende bånd. Kombinasjonen av fjærer og utpressinger utgjør et fjærmassesystem som støtter hver brenselstav eller føringsrørlomme plassert i gitteråp-ningene. Pjærmassesystemet tjener således til å utøve sideveis støtte for brenselstavene og føringsrørlommene når de utsettes for hydrauliske og vibrerende krefter som forekommer i en reaktor under drift.

Under utprøvingen av den ovennevnte gitterutformning før -virkelig innbygning i en reaktor, viste det seg at utpressingene frambød en liten forhindring overfor strømmen av kjølemiddel oppad langsmed lengden av hver brenselstav. Kjøle-midlets strømningshastighet i hver riståpning er videre vanlig-vis ikke lik, fordi det hydrauliske tverrsnitt av kjølemiddel-kanalen i områdene ved utpressingene og fjærene er relativt lite. .-Dette resulterte i at .det.dannet seg lokale varmepunkter på brenselstavene nær kontaktflaten mellom utpressingen og brenselstaven og stavflatens temperatur nær utpressingen steg av og til over den beregnede temperatur for brenselstavene. Oppståelsen av slike varme steder kunne nødvendiggjøre drift av reaktoren på et redusert kraftnivå.

Prøveresultater viste videre at den fremre kant av det åpne kanalgitter bevirket deling av kjølemiddelstrømmen. Når det flytende kjølemiddel kom i kontakt med den fremre kant av gitteret, avvek det fra sitt jevne mønster og beveget seg ikke-lineært gjennom gitteret.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse ei' å frem-bringe en kjernereaktor brenselmontasje omfattende en forbedret utførelse av en åpen kanalrist som eliminerer varme punkter på brenselstaver som er anbragt i denne og som minsker hastighets-differansen av strømmen av flytende kjølemiddel som beveger seg gjennom brenselmontasjen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen karakterisert ved

de trekk som fremgår av det etterfølgende hovedkrav.

De utskjærte områder tilveiebringer større hydrauliske diametre i området mellom hosliggende brenselstaver og i flukt med utpressingene og fjærene slik at kjølemidlet når det kommer inn i risten, blir. tilsynelatende ledet mot området av utpressinger og fjærer og med noe øket hastighet.

Oppfinnelsen vil forstås tydeligere av den følgende beskrivelse av en foretrukken utførelsesform av denne og vist som eksempel i tegningen, hvor

fig. 1 er et perspektivriss av en brenselmontasje omfattende den forbedrede, åpne kanalrist ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser anordningen av band som nyttes for å danne den åpne kanalrist og som viser stillingen og orienter-ingen av fjærer og inntrykninger som nyttes for å holde brenselstaver eller føringsrørlommer fast i stilling,

fig. 3 er et planriss som viser anordningen av en brenselstav og samvirkende band som nyttes for å holde staven i stilling,

fig. 4 er et sideriss av en seksjon av et ristband som vist i fig. 2,

fig. 5 er et riss av ristbandet etter linjen V-V i fig. 4,

fig. 6 er et riss etter linjen VI-VI i fig. 4, og som viser arrangementet som nyttes for å gi ristbandene strukturell styrke og for derved å tillate et tynnere band for å oppnå den samme styrke,

fig- 7 er et riss etter linjen VII-VII i fig. 4,

fig. 8 viser eri modifikasjon av oppfinnelsen, og

fig. 9 viser en ytterligere modifikasjon av oppfinnelsen .

Det vises til tegningen hvor like henvisningstall an-gir like eller tilsvarende deler i de forskjellige figurer og hvor det i fig. 1 er vist en brenselmontasje 10 beregnet for bruk i en kjernereaktor. Montasjen omfatter en bunndel 12 og en øvre plate 14 anordnet i et hus 16. Et arrangement av brenselstaver 18 er understøttet av bunndelen og føringsrør-lommer 20 for styrestaver hvis anvendt, er anordnet inne i mellom brenselstavene idet føringsrørlommene er av en størrelse tilstrekkelig til å motta styrestaver 22 anordnet for selektiv innstikning i føringsrørlommer ved.hjelp av en styrestangdriv-mekanisme (ikke vist). For nøyaktig orientering av brenselstavene og føringsrørlommene for styrestavene, i montasjen,, er et antall åpne kanalrister 24 i form av skillevegger i en eggeske, anordnet med avstand langsmed brenselmontasjens lengde. Åpningene 26 i risten opptar brenselstavene og føringsrør-lommene på den måte som er vist i fig. 3 for således å oppnå plassering av brenselstavene og føringsrørlommene i et forut-bestemt og fast forhold til hverandre.

Det vises nå til risten som vist i fig. 2-7, hvor et antall band 28.og .29 er kryssende sammensatt i rett vinkel til hverandre for å danne en rist av-den ovennevnte form. Hvert bånd er av tynt metall og omfatter slisser 30 beregnet til å

låse. hosliggende bånd sammen når båndene - blir,sammensatt ved hjelp av slisser i disse og deretter sveiset eller loddet langsmed sine .hosliggende kanter. Por å hjelpe til å sikre nøyaktig stilling av båndene i forhold til hverandre, både før og etter sammenføyning, blir ribber eller fremspring 31 og 33 bøyd utad mot motsatte sider av hvert band. Når båndene er sammensatt, kommer fremspringene .til.anlegg mot de hosliggende båndsider og holder disse fast i stilling.

Det er viktig at hver brenselstav blir holdt i en hovedsakelig fast avstand i forhold til hosliggende brenselstaver.

For støtte av brenselstavene rager fjærer 32 innad fra hosliggende band 28 og -29 mens de to andre hosliggende band som danner en åpning, har atskilte utpressinger som vist i fig. 2.

Utpressingene 34 er orientert i en retning for å tillate kjølemiddel. å strømme oppad mellom de indre, vegger av hver utpressing og vannflaten for å opprettholde jevn kjølemiddel-strøm i montasjen..

Som vist i fig. 4 og 5, omfatter videre ristbandene til noen av ristene 24 et antall finner 36 som rager oppad fra den fremre.kant av hvert bånd og disse finner er arrangert til å bli bøyd inn i kjølemiddelstrømbanen for å bringe kjøle-midlet til å følge en på forhånd bestemt bane i brenselmontasjen.

For å minske forvrengning av kjølemiddelstrømmen, idet kjølemidlet beveger seg oppad gjennom risten, er den fremre kant 42 utformet slik at den har et tannliknende utseende ved å stanse ut seksjoner av metallet og således etterlate trapes formede utsparinger 44 som letter innstrømning av kjølemiddel i risten. Utsparinger 46 med bredde omtrent lik bredden av den nedenfor liggende utpresning, blir også utskåret i den bakre kant av risten. Et formål ved disse utsparinger i risten er å danne åpne kanaler i flukt med utpressingene som hjelper til å unngå opp-bygning av grenselag som vil nedsette varmeoverføringen.

I den utførelse som er beskrevet ovenfor vil en brenselstav eller en føringsrørlomme anbragt i en•riståpning på 6 an-leggspunkter, dvs. at hver av de to fjærer har et enkelt kontaktpunkt og utpresningene danner 4 kontaktpunkter.

Fig. 8 viser en modifikasjon hvori fjærene 48 er anordnet i en vinkel på 90° fra den stilling som er vist i fig. 2-4 for å redusere strømningsforhindringen.

Som vist i fig. 9, er fjærene 32 tildannet ved stansing og deformering av seksjoner av det sentrale parti av hvert band.. Likeledes er de. trapesformede og rektangulære utsparinger 44 og 46 stanset ut av bandmaterialet hosliggende til bandkantene. Utpressingene 60 er tildannet av et parti av bandmaterialet mellom de trapesformede og rektangulære utsparinger. Som vist, er en utskjæring 62 utført noe innenfor utsparingen og det gjenværende materialet deformeres deretter for å danne selve utpressingen, fortrinnsvis med noe bøyde kant-partier for å lette innføring av brenselstavene.

Claims (2)

1. Brenselmontasje for en kjernereaktor omfattende et arrangement av brenselstaver (18) montert mellom en bunndel (12) og en øvre støttedel (14), minst en støtterist (24) omfattende flere band (28,29) kryssende sammensatt med hverandre for seg i mellom -å danne å-pninger for mottagelse av brenselstavene (18) for sideveis støtte og fastholding av disse i avstand fra hverandre, stive innretninger (34) dannet i ett med båndene (28,2-9) og som-rager fra hosliggende band inn i hver åpning for anlegg mot den respektive brenselstav deri, og fjærende innretninger (32) dannet i ett med båndene (28,29) pg som rager ut fra de andre hosliggende bånd inn i hver åpning for å tvinge brenselstaven (18) til fast anlegg mot de stive, innretninger (34), karakterisert ved at båndene (28,29) har utskjærte områder ved sine fremre og bakre kanter i linje med de stive og fjærende innretninger (34,32) for utligning av kjølemiddelstrømmens hastighet gjennom risten.

2. Brenselmontasje ifølge krav 1, karakterisert ved at de utskjærte seksjoner (44) ved de fremre kanter av båndene (28,29) har trapesformet utforming.