SE431041B - Brenslepatron for en kernreaktor - Google Patents

Description

50 55 søo77zs-7 fastsvetsade vid bränslepatronens topp- och bottenplattor.

För att de individuella bränslestavarna skall bli tillgäng- liga, är det nödvändigt att avlägsna den ifrågavarande bränslepatronen från reaktorhärden och att bryta upp de svetsar, som sammanfogar topp- och bottenplattorna med styrstavarnas ledtuber. bränslepatronen förstöres i sådan utsträckning, att den Denna operation medför ofta, att dej längre kan användas i en reaktor som följd av skador på såväl ledtuberna som topp- och bottenplattorna.

Med hänsyn till de höga kostnaderna för utbyte av sådana förstörda komponenter, är det väsentliga ändamålet med föreliggande uppfinning att åstadkomma en isärtagbar och åter sammanfogbar bränslepatron, för att kostnaderna för såväl drift som underhåll av en kärnreaktor skall kun- na reduceras. p i Enligt uppfinningen uppnås detta medelst en bränsle- patron utformad i enlighet med de bifogade patentkraven.

W Vid en bränslepatron enligt uppfinningen kan anting- en topplattan eller bottenplattan demonteras, så att man får tillgång till antingen den övre eller nedre änden av bränslepatronen för detektering och demontering av felbe- häftade bränslestavar, var än dessa är placerade inom bränslepatronen.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel * illustrerar en fördelaktig utföringsform av uppfinningen, varvid fig. l är en sidovy, delvis i genomskärning, av en -bränslepatron, som är så utformad, att dess topplatta och bottenplatta kan demonteras separat; fig. 2 är en planvy av den i fig. 1 visade bränsle- patronen såsom sedd uppifrån; fig. 5 visar den i fig. l visade bränslepatronen sedd underifrån; och fig. 4 är en vy i större skala, som visar hur en ledtub för en styrstav är fäst vid bränslepatronens topp- platta och bottenplatta. 50 55 snnvsz5~7 Fig. l - 5 visar en bränslepatron 10 för en kärnre- aktor, vilken bränslepatron innefattar en uppsättning bräns- lestavar 12, som hàlles i bestämda inbördes lägen på av- stånd från varandra medelst spridargaller 14, som är anord- nade utmed bränslepatronens längd. Varje bränslestav inne- fattar bränslekutsar 16 och en fjäder 18 anordnad inuti bränslestaven, varjämte stavens ändar är tillslutna medelst ändpluggar 20 på i och för sig konventionellt sätt.

För styrning av klyvningsprocessen i reaktorhärden är ett flertal styrstavar 21 inskjutbara och utdragbara i ledtuber 22 placerade i förutbestämda lägen i var och en av ett antal utvalda bränslepatroner i reaktorhärden.

Bränslepatronen innefattar en topplatta 24 och en botten- platta 26, vid vilka ändar av styrstavsledtuberna 22 är fästa, så att en sammanhängande enhet bildas, som lätt kan hanteras utan att skador uppstår på bränslepatronens olika komponenter.

Såsom fig. 2 och 5 visar, har topp- och bottenplat- torna en kvadratisk sektion, varvid topplattan innefattar ett hölje eller hus 28 med en övre vägg 30 anordnad på av- stånd från en nedre anslutningsvägg 52. Fasthållningsfjäd- rar 54 är anordnade på motsatta sidor av den övre väggen 50 och hàlles på plats medelst bultar 56 och är anordnade att pressas ned, då reaktorhärdens övre härdgaller (ej vi- sat) sättas på plats. Topplattan innefattar vidare en styrstavsmanövreringsenhet 57 innefattande ett invändigt gängat cylindriskt element 38, som är försett med radiellt riktade armar 40. Ett kopplingselement 42 förbinder varje styrstav 21 med nämnda armar på sådant sätt, att styrstavs- manövreringsenheten förflyttar styrstavarna i vertikal riktning i styrstavsledtuberna, så att klyvningsprocessen i bränslepatronen kan styras.

Den övre delen av fig. 4 visar, hur bränslepatronens topplatta är ansluten till styrstavsledtuberna, varvid topplattans nedre anslutningsvägg 52 är försedd med ett antal öppningar 44 svarande mot antalet styrstavsledtuber i den ifrågavarande bränslepatronen, exempelvis 24 ledtu- 50 55 8UO7?35~7 ber för en l? x 1? bränslepatron. En hylsa 46, med fördel tillverkad av Inconel, med en större väggtjocklek över större delen av sin längd är insatt i var och en av nämnda öppningar 44. Hylsan hålles på plats medelst ett par dela- de låsringar 48 och 50, som är inpressade i spår eller ur- tagningar i anslutningsväggens 52 ovansida och undersida och i cirkulära spår utformade i utsidan av hylsan. Den böjda lâsringen 50 i det nedre spåret måste delvis plattas till, för att därefter den övre plana làsringen skall kun- na sättas pâ plats, varigenom en förspänd fastsättníng i anslutningsväggen 52 ernås. Den nedre låsringen 50 tjänar som ett stoppelement, då topplattan sättas på plats. Se- dan de övre låsringarna 48 har avlägsnats från hylsorna, kan topplattan lyftas upp från ringarna 50. Ringarna är med fördel tillverkade av Inconel.

Den större väggtjockleken i den övre delen av led- tubshylsorna 46 gör det också möjligt att utforma en ring- formad invändig ansats 54, som kommer att ligga an mot den övre änden av styrstavsledtuben 22. Eftersom styrstavarna måste vara fritt rörliga i axiell riktning i ledtuberna, är ledtuberna och den del av ledtubshylsorna som är belä- gen ovanför nämnda ansats utformade med samma invändiga diameter. På tidigare känt sätt har varje ledtubshylsa 46 en ytterdiameter, som är något större än storleken av en cell i ett spridargaller och är vidare utformad med fy- ra rektangulära öppningar 55 belägna på ett inbördes vin- kelavstånd av 90° runt hylsans omkrets. Varje sådan öpp- ning har en axiell längd som är tillräckligt stor för att överbrygga höjden hos en skena i.spridargallret, så att då hylsan sättas på plats i ett spridargaller, nämnda öppning- ar snäpper in över spridargallrets omgivande skenor, var- igenom hylsan 46 låses fast vid gallret 14.

För att ytterligare fästa ledtubshylsan 46 vid det översta spridargallret 14 i bränslepatronen, är hylsan ut- buktad vid punkter omedelbart ovanför och under skenorna i det översta spridargallret 14. Ett sådant arrangemang användes, om materialen i spridargallren och i ledtubshyl- lO 50 55 sorna är olika, exempelvis ledtubshylsor av áircaloy och spridargaller av rostfritt stål. Är dessa komponenter däremot av samma material, kan ledtubshylsorna och det översta spridargallret i bränslepatronen svetsas samman.

Bränslepatronens bottenplatta 26 innefattar fötter 56 utformade att vila på ett nedre härdgaller i reaktorn och en övre del 58, som är utformad att i sig upptaga och Led- tuberna 22 är insatta i nedre hylsor 60 med konstant in- uppbära de nedre ändarna av styrstavsledtuberna 22. nerdiameter och ytterdiameter. Hylsorna 60 är fästa vid det nedersta spridargallret i bränslepatronen och sträcker sig nedåt till att vara i ingrepp med ändpluggarna 70 hos ledtuberna 22 medelst en inåtriktad fläns 64, som har en central öppning 66 med en mindre diameter än pluggen 70. Ändpluggen 70 är utformad med en ansats 68, mot vilken g ledtuben vilar och vid vilken den är fastsvetsad vid änd- pluggen 70. gängat hål 72, i vilket den gängade övre änden 74 hos en Ändpluggen 70 är utformad med ett centralt ändpluggsförlängning 76 är hårt inskruvad, så att hylsan 60 är fast förenad med ändpluggen 70. Den nedre delen 78 av ändpluggsförlängningen 76 sträcker sig nedåt genom bot- tenplattan 58 och är utformad med ett periferiellt spår 80, i vilket en bockad, delad lâsring 82 är insatt. En ansats 84 på ändpluggsförlängningen 76 vilar i en urtag- ning i ovansidan 86 av bottenplattan 58, så att den sam- verkar med låsringen 82 till att hålla ändpluggsförläng- ningen 76 på plats i bottenplattan. En central kanal 88 med en diameter av l mm leder in reaktorkylmedel i styr- stavsledtuben. Den övre änden 90 av ändpluggsförlängning- en 76 skjuter in i ändpluggen 70, så att ett ringformat utrymme 92 bildas mellan ändpluggen och ändpluggsförläng- ningen. Detta utrymme tjänar som en uppsamlingsbrunn för uppsamling av eventuella partiklar i kylmedlet. sar kan vara anordnade mellan den övre delen av insatsen Fästsvet- och hylsan och mellan den nedre änden av insatsen och pluggen. Dessa svetsar hindrar ej demonteringen av bot- tenplattan, eftersom denna kan avlägsnas från ledtuberna 50 8007735-7 genom avlägsníng av låsringarna 82.

Sedan en bränslepatron varit i drift i en reaktor- härd under en viss tid, kan patronen lyftas upp ur sitt läge i reaktorhärden, varefter antingen topplattan eller bottenplattan kan avlägsnas, om en eller flera bränslesta- var i patronen behöver bytas ut. Genom demonteringen av topp- eller bottenplattan frilägges ändarna av bränslesta- varna, som kan avlägsnas och bytas ut alltefter önskan.

Därefter kan antingen den ursprungliga topp- eller botten- plattan eller en ersättningsplatta monteras pà bränslepat- ronen och denna kan åter sättas på plats i reaktorhärden, eftersom topp- och bottenplattorna är mekaniskt sammankopp- lade i stället för fastsvetsade vid ändarna av styrstavs- ledtuberna, som sträcker sig över bränslepatronens hela längd. Den förbättrade konstruktionen enligt uppfinning- en gör det möjligt att avlägsna bränslepatronens topp- eller bottenplatta med hjälp av fjärrmanövrerade verktyg, om det är fråga om en använd och därmed radioaktiv bränsle- patron, medan bränslepatronen är nedsänkt i en neutronab- sorberande vätska. Härigenom blir bränslepatronens övre eller nedre ände tillgänglig för detektering och avlägs- nande av felbehäftade bränslestavar antingen från bränsle- patronens övre eller nedre ände och från vilken som helst position inom bränslepatronen." Härigenom blir det även möjligt att flytta över endast delvis förbrukade bränsle- stavar från exempelvis ett skadat bränslepatronskelett till ett annat bränslepatronskelett, så att bränslestavar- na kan utnyttjas med sin maximala avsedda livslängd.

Konstruktionen enligt uppfinningen gör det även möjligt att i en bränslepatron avlägsna och/eller placera om bräns- lestavarna, så att en bättre bränsleutnyttjning erhålles i reaktorn. i

Claims (2)

1. * 800??5F-? P a t e n t k r a v 1. Bränslepatron för en kärnreaktor, innefattande en uppsättning parallella bränslestavar (12), som hålles på inbördes förutbestämda avstånd från varandra medelst spridargaller (14) anordnade på avstånd från varandra ut- med bränslestavarnas längd, ett flertal ledtuber (22) för styrstavar (21) anordnade mellan nämnda bränslestavar, varvid dessa ledtuber är fästa vid spridargallren, en topp- platta (24) och en bottenplatta (26) anordnade vid motsat- ta ändar av bränslestavarna och ledtuberna, separata övre och nedre ledtubshylsor (46, 60), som omsluter ändarna av styrstavsledtuberna (22) och är anordnade att förena topp- plattan (24) respektive bottenplattan (26) med de respek- tive närbelägna spridargallren (14), varvid de övre led- tubshylsorna (46) sträcker sig genom öppningar (44) i topplattan (24) och har en innerdiameter, som är precis tillräcklig för att tillåta en styrstav (21) att förskju- tas fram och tillbaka inom hylsan, k ä n n e t e c k n a d av att den del av en övre ledtubshylsa (46), som sträcker sig genom en öppning (44) i topplattan (52% har en större diameter och en större väggtjocklek än den övriga delen av hylsan, och att fjäderringar (48, 50) är placerade i urtag- ningar på motsatta sidor av topplattan (52) och skjuter in i spår utformade i hylsan (46), så att topplattan (52) är frigörbart sammankopplad med hylsan (46).

2. Bränslepatron enligt krav l, k ä n n e t e c k- n a d av att den övre låsringen (48) är en delad, demon- terbar ring anordnad i nämnda urtagning i ovansidan av topplattan (52) och i nämnda spår i hylsan (46), medan den nedre fjäderringen (50) är en böjd ring, på vilken topplattan (52) vilar. 5. Bränslepatron enligt krav l eller 2, vid vil- ken en plugg (70) är monterad på den nedre änden av led- 8007735-'7 tuben (22) för anslutning av ledtuben till bottenplattan (58), k ä n n e t e c k n a d av att nämnda plugg (70) är försedd med en gängad central öppning (72), i vilken en pluggförlängning (76) är fast inskruvad till att hålla fast en tubhylsa (60) vid pluggen (70), varvid hylsan (60) omsluter den nedre änden av ledtuben (22) och pluggen (70), varjämte hylsan (60), pluggen (70) och pluggförlängningen (76) bildar en stel förbindning mellan ledtuben (22) och bottenplattan (58), genom vilken pluggförlängningen (76) sträcker sig och vid vilken den är förankrad medelst en låsring (82), som samverkar med bottenplattans (58) under- sida och är belägen i ett spår (80) utformat på pluggför- längningen (76).