SE421970B - I en kokvattenreaktor stationert anordnat absorbatororgan - Google Patents

Description

»^;eoo4411-a 55 Uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till 'bifogade schematiska ritningar.

Fig 1 och 2 visar en första och en andra utföringsform av ett absorbatoror- gan enligt uppfinningen i horisontell vy. Fig 1a, 1b, 1c och 1d visar snitt längs a-a, b-b, c-c, och d-d på. fig 1, dvs genom var sin av fyra absorbator- plattor, A, B, C, I), vilka är förbundna med varandra och tillsammans bildar ett absorbatororgan. Fig 3 och fig,4 visar i partiellt horisontalsnitt tvâ. olika reaktorhärdar i vilka ett flertal absorbatororgan enligt uppfinningen anordnade. Fig 5 och 6 visar i tvärsnitt genom de med absorbatomaterial fyllda kanalerna en tredje och en. fjärde utföringsfoim av ett absorbator- organ, enligt uppfinningen. Fig 'I visar antalet absorberande kärnor pr cm2 i olika partier av en med triangulärt tvärsnitt utförd absorbatorkarlal, och fig 8 visar absorptionsförmåpan hos en dylik kanal som funktion av tiden.

Det på. fig 1 visade absorbatororganet 1 är hopsatt av fyra vertikalt efter varandra anordnade och med varandra förbundna absorbatorplattor A, B, C, I).

Varoch en av absorbatorplattonza A, B, C, D innehåller ett plant plåtele- ment, 2a respektive 2b, 2c, 2d och ett vågigt plåtelement, Ba respektive Bb, Se, Ed, hos vilket ett flertal mot 'det plana plåtelementet vettande våg- ryggar 4a respektive 4b, 40, 4d är fastsvetsade vid detta. Ett flertal ab- sorbatorkezzaler 'ja respektive Sh, Sc, Sd med triangulärt tvärsnitt har där- vid bildats mellan de båda plåtelementen, Dessa absorbatorksnaler är var och en fyllda med ett brännbart absorbatomateriel, Vt ex g-adolinimoxid.

Absorbatorplattornas plåtelement är vid samtliga utföringsfomer företrädes- - vis utförda i en zírkoniumlegering, avsedd för reaktorkomponenter, dvs en legering med låg neutronabsorption. Plåttjockleken mindre än 1,0 mm företrädesvis mindre än 0,7 mm. Absorbatororganet 1 är försett med en lyft- ögla 6. Absorbatorplattan A har i huvudsak samma vertikala dimension som e absorbatorplattan I). Denna dimension är mindre än 50 76 av den vertikala dimensionen hos absorbatorplattan C, som är högst 30 75 längre än absorbator- plattan B. Den maximala absorptionsförmågan pr omg plattyta är varierad ge~ nom att absorptionskanalerna upptar en större eller mindre del av plattbred- den (100 % hos C, 75 %“ hos B, 50 7% hos A och D). Varierande utbränningstider . har åstadkommits genom att absorptionskazzaleina är utförda med varierande kanalhöjder. Kanalhöjden minst hos plattorna A och D, större hos plattorna B och störst hos plattan C. ' fl. _ _ 50 55 Det på fig 2 visade absorbatororganet skiljer sig från det ovan. beskrivna genom att vågryggama 4a', 4b', 4c', 4d' hos absorbatorplattorna AJ, _B', C', D' förlöper horisontellt i stället för vertikalt.

Absorptionsorgan av liknande konstruktion som de på fig 1 och fig 2 visade kan även utföras med absorbatorplattor utformade enligt fig 5 ooh 6. Den på fig 5 visade absorbatorplattan 18 skiljer sig från de på fig 1 och 2 .visade genom att dess vågiga plåtelement, 6, i huvudsak följer en sinuskurva.

Mellan plåtelementet 6 och ett plant plåtelement, 7, bildas ett flertal ab- sorbatorkanaler, 8.

Hos den på fig 6 visade absorbatorplattan 19 har att flertal absorbatorkana- ler, 9, bildats med hjälp av två vågiga plåtelement, 10 och 11. Plätele- menten 10 och 11 har ett flertal parallellt förlöpande vâgryggar 12 respek- tive 12' samt mellanliggande, i huvudsak plana, plåtpartier, 15, vilka ligger i ett och samma plan. Vågryggarna. 12 hos plâtelementet 10 är fastsveteade vid de plana plåtpartierna 13 hos plåtelementet 11, och omvänt.

Filg 3 visar en del av en reaktorhärd av konventionell konstruktion i vilken ett flertal absorbatororgan 1 är anordnade. Härden innehåller ett flertal bränslestavslnxippen, vilka ingår i var sin bränslepatron 14. Bränslepatronerxzs. 14 är skilda från varandra medelst mellanliggande spalter. Några av spalterna ärrelativt breda, och avsedda för styrstavar 15. Ett flertal av de övriga spalterna är försedda med var sitt absorbatororgan 1.

Fig 4 visar ett tvärsnitt genom en fyrdelad bränslepatron som är hopsatt av fyra delpatroner 16 vilka är försedda. med en'ej visad, gemensam bottendel.

Den fyrdelade brännlepatomon är utförd med samma yttermått som den på. fig 5 visade bränelepatnonen 14 och kan ersätta. denne.. Mellan bränslepetronens del- patroner 16 finnes spalter 17 vilka är försedda med var sitt absorbatororgan enligt uppfinningen, varvid dettas' maximaltjocklek utgör minst 75 fiá av spalt- bredden. Absorbatororganen är fästade vid den övre änden hos var sin delpatron, och kan, när det brännbara absorbatormaterialet är förbrukat, avlägsnas utan att bränslepatronerrza eller deras delpatroner lyftes ur härden.

Ett absorbatororgan enligt uppfinningen är särskilt väl lämpet för placering i de relativt smala spalterna mellan delpatronerna i en fyrdelad bränsle- patron. Det kan även vid anpassning till en liten spaltbredd utföras med så. stor maximaltjocklek hos de i kanalerna befintliga absorbatorkropparzxa att tiden för mllständig utbränning av absorbatomaterialet blir tillräckligt 8004411-8 -p.»aoo4411-s z15, D25 55 4 lång, t ex längre än 2- år. Detta uppnås dels genomatt plåtelementen göres mycket tunna, t ex med en plåttjocklek mindre än 0,5 mm, dels genom att varje absorbatorplatta genom korrugeringen har vzågdalar vilka., även om de mellan- liggande plåtpartiema ger total' överbrygpning av spalten, förhindrar hy- draulisk blockering. Istället för det på fig 4 visade absorbatororganet, som är visat i detalj på fig 5, kan naturligtvis någon av de övriga, på. ritning- arna visadautföringsfomenxa I synnerhet är den på. fig 6 visade utföringsfomen fördelaktig, eftersom de plana plâtpartierna 15 innebär redu- cerad risk för nötning vid kontakt med angränsande bränslepatroner. Dessutom ger dessa partier en hydraulisk dämpning, som motverkar vibrationer. _ Vid 'betraktning av kanaltvärsnittet hos de ovan beskrivna bränslekanalema ser man att detta på fig 1, 2 och 6 kan uppdelas i två bredvid varandra liggande rätvinkliga trianglar, varvid en katst i varje triangel ligger i "plan med plana begräïnsningsytor hos ett flertal absorbatorkanaler. Vid den på fig 7 antyddaautföringsfomen utgörs kanaltvärsnittet av en enda dylik triangel. I det på. fig 5 visade kanaltvärsnittet kan man inskriva två. dy- lika tringlar, 8' och 8" på. sådant sätt att dessa täcker minst 70 7% av ka- naltvärsnittet; ' _ Om man förutsätter ideal, svart absorbator, ger var och en av ovannämnda triangulära tvärsnittspartier ett lineärt utbränningsförlopp. Detta inses lätt genom att betrakta fig 'I och fig 8. På. fig 7 utgör hypotemzsan i den visade triangeln en kurva som avbildarmängden av brännbart absorbator- material per cm2 absorpatorplatta som funktion av avståndet b från den tri- ' angizlära kanalens ena. längsgående kant. Det är visat hur kanaltvärsnittet kan tänkas vara uppdelat i ett flertal lika breda partier, a, b, o, d, e, f, g, h, i, j. metaller av brännbart absorbatomteriai i partiet a e: beteoknat .med šAN, varvid motsvarande innehåll i partiet b är lika med 1,5 AN, partiet c lika med 2,5 AN osv. _0m vi sedan betecknar den genom- snittliga utbränningstiden för partiet a med At, är den genomsnittliga ut- brärminsstiäen för partiet b lika med 3 nt, fö: partiet c lika med 5 m, osv.

Eftersom neutronabsorptionen per cm2 av en absorptionsplattaär i huvudsak oberoendeav plattans tjocklek, har absorptionen hos partierna a, b, o, osv ett och samma värde, vilket på. fig 8 betecknat med AA. Absorptionsförmå- gen kan hos vart och ett av partierna a, b, c osv framställas som en rektangel med en vertikal sida av längden AA och en horisontell sida vars längd mot- svarar den genomsnittliga utbränningstiden. Genom att rita dylika rektanglar, a', b', o' osv för samtliga partier a, b, o osv och placera dem ovanpå. varandra

Claims (4)

10 15 8004411-8 i ett koordinatsystem där ordinataxeln avser absorptionen, A, ooh absoissan tiden, t, får man den på fig 8 visade trappkxzrvan, som närmar sig en rät linje när partierna a, b, c osv på. fig 7 väljas med tillräckligt liten bredd. ' I praktiken kan inte absorbatormaterialet anses utgöra en ideal svart absor- bator, varför man, även vid ett kanaltvärsnitt enligt :Cig 7, får ett utbrän- ningsförlopp som icke är helt lineärt. Men absorbatorkanalerna väljes ändå företrädesvis med sådan form att tvärsnittsarean hos varje kanal åtminstone till 70 75 kan täckas av en eller flera inskrivna., rätvixzlcliga trianglar, un- der det att en katet ivarje triangel ligger på en rak linje som tangerar i huvudsak plana partier hos ett flertal bredvid varandra liggande absorbator- kanaler. Även om detta vilkzor inte uppfyllas, innebär den vâgiga strukturen hos ett absorbetororgan enligt uppfinningen att man får ett utbränningsförlopp som är relativt jämnt och som ligger betydligt närmare linearitet än utbrän- ningsförloppet hos en absorbatorplatta med rektangulärt tvärsnitt, t ex den inledningsvis nämnda kända absorbatorplatten. Vid samtliga. utföringsformer av uppfinnngen är absorbatorkanalerna i en absor- batorplatta tilltäppta i ändarna., såvida dessa inte är anslutna till mot- svarande kanaler hos angränsande absorbatorplattor. PATENTKRAV

1. Absorbatororgan vilket är etetionärt anordnat i en kokvattenreaktor i en spalt mellan två lmippen av vertikala bränslestavar ooh omfattar minst en absorbatorplatta som innehåller brännbart absorbatormaterial, och vers 'både sidoytor vetter mot varsitt av nämnde lmippen, k ä n n e t e c k n a. t därav, an; namaa absorbam-plstta Os; 18; 19) innehåller ett rama (am 6; 10) och ett andra (2b; 7; 11) mot varandra vettande plåtelement, vilka bildar var sin av nämde. eidoytor, att åtminstone nämnda första plåtelement genom korrugering är utformat med ett flertal inbördes wrfiå-grj-ggar (4b; 6'; 12), och att nämnda första och andra plåtelement är förbundna med varandra medelst ett flertal på nämnda vågryggar anordnade svetsförbindelser, varvid ett flertal kanaler (5'b; 8; 9) är avgränsade mellan nämnda första plåt- element och nämde. andra plåtelement, och att nämnda kanaler är fyllda med nämnda brännbara absorbatormaterial. al; 1_aoo4411-8 ~

2. Absorbatororgan enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e o k n a t därav, att nämnda andra plâtélement genom kormgerizxg är utformat med ett flertal ryggar (12') vilka är parallella med nämnda första. plåtelements ryggar (12) och i likhet med dessa inbördes förbundna medelst ett flertal mellanliggande, i huvudsak plana; i ett och samma plan liggande plåtpartier (13), varvid dylika plåtpartier hos nämnda andra/plåtelement är fastsvetsade vid var sin _ rygg hos nämnda första plåtelement och omvänt.

3. Absorbatororgan enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att kanaltvärsnittet hos var och en av nämnda kanaler har sådan fom att kanalens tvärsnittsarea åtminstone till 70 % kan täckas av -en eller flera inskrivna. rätvinkliga trianglar (8'; 8") under det att en katet 1 varje uiangei ligger på en rak linje som tangerarei-.t flertal i huvudsak plana partier hos ett flertal bredvid varandra liggande absorbator- kanaler

4. Absorbatororgan enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e o k n a. t därav, att nämnda plåtelement är utförda i en för kärnrealc- torer avsedd zírkoniumlegering.