SE433986B - Kernbrenslepatron - Google Patents

Description

I\J, C) “8204269-8 per längdenhet. Fördelar skulle kunna uppnås, om man hos ovannämnda kända bränslepatroner kunde öka antalet bränslestavar i någon grad, under det att bränslepatronens yttre dimensioner bibehålles.

Den minsta ökning av antalet stavar, som kan genomföras under bibehåll av den vid ovannämnda kända bränslepatroner använda konstruktionsprincipen innebär att varje delpatron får 5 x 5 stavar, varvid det totala antalet bränslestavar i patronen blir 100 i stället för 6U. En så stor ökning av antalet bränslestavar i bränslepatronen anses icke vara fördelaktig.

Den uppgift som sökes löst genom föreliggande uppfinning är, att konstruera en fyrdelad bränslepatron av liknande typ som den inledningsvis omtalade på sådant sätt att det totala antalet bränslestavspositioner i bränslepatronen blir ca BO.

Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till bifogade schematiska ritningar, varvid: Fig 1, Fig 2, Fig N, Fig 6, Fig 8, Fig 9 visar en första, respektive andra, tredje, fjärde, femte och sjätte utföringsform av en bränslepatron enligt uppfinningen i horisontellt snitt genom bränslepatronens aktiva del.

Fig 3 visar i vertikal vy en spridare anordnad i en av de på fig 2 visade delpatronerna.

Fig 5 visar i vertikal vy en spridare anordnad i en av de på fig 6 visade delpatronerna.

Fig 7 visar i förstorad skala en detalj av fig 5.

De visade bränslepatronerna avviker från de i den svenska patentskriften 8007593-O visade huvudsakligen bara beträffande bränslestavarnas antal och tjocklek, samt genom det sätt på vilket de är placerade i förhållande till varandra inom varje delpatron. Bränslepatrone*na är avsedda för kokvatten- reaktorer.

UI 8204269-8 Den på fig 1 visade bränslepatronen har ett vertikalt höljerör, 1, som är uppdelat i fyra delrör, 2, med hjälp av ett långsträckt, vertikalt riktat, och med korsformat tvärsnitt utformat kanalorgan 3. Kanalorganet 3 är hop- satt av fyra långsträckta, med L-formigt tvärsnitt utformade plåtelement, U, och avgränsar en vertikal, med korsformigt tvärsnitt utformad vatten- kanal, 5. Plåtelementen Ä är fastsvetsade vid höljerörets 1 insida. Varje delrör 2 omsluter en delpatron som innehåller tjugo bränslestavar 6, vilka är positionerade medelst ett flertal, i vertikal riktning efter varandra i delröret anordnade spridare 7. Spridaren 7 innehåller tjugo spridarceller, 8, vilka är fastsvetsade med varandra. Varje spridarcell innehåller två som regulära åttahörningar utformade plåtríngar, vilka ligger i var sitt hori- sontalplan och är förbundna med varandra medelst ett flettal (ej visade) vertikalt förlöpande, fjädrande plåtstrimlor, under det att varje plåt- strimla har ett mittparti som är anpassat för att bilda mekanisk kontakt med en av spridarcellen omsluten bränslestav. Varje spridarcell kan t'ex vara utförd som den i svenska patentskriften 771Ä562~1 (publ nr 409 258) beskrivna spridarcellen - bara med den skillnaden att åttahörniga ringar an- vänds i stället för femhörniga. Spridaren 7 har tre sexhörniga öppningar 9, vilka dels är avgränsade med hjälp av utvändiga ytor hos ovannämnda åttahör- nina ringar, dels med hjälp av ett flertal rektangulära stödramar 10, vilka var och en är fastsvetsad vid tre omedelbart intilliggande spridarceller 8.

Alternativt kan ett relativt tunt vattenrör, 13, med spridarhållarfunktion och/eller bärande funktion anordnas i var och en av öppningarna 9. Vid två av delpatronens hörn finns utrymmen 11 respektive 12 i vilka, alterna- tivt, anordningar för spridarhållarfunktion och/eller bärande funktion an- ordnas.

De vertikala mittlínjerna genom spridarcellerna utgör bränslestavpositio- nerna. Bränslestavpositionerna är i varje delpatron spegelsymmetriskt an- ordnade om två diagonalt orienterade vertikala symmetriplan, A' och B', som skär varandra under 90° vinkel. Symmetriplanet A' går genom fyra bränsle- stavpositioner. Delpatronens tjugo bränslestavpositioner är på vardera sidan av symmetriplanet B' fördelade på fyra tänkta, parallellt med symmetri- planet B' och med konstant inbördes avstånd, a, anordnade vertikalplan, V1, V2, V3, VH respektive V5, V6, V7, V8, varvid antalet bränslestavpositioner per plan varierar mellan en och fyra. 215 26» i ' »82011269-8 De båda åttahörniga ringarna i varje spridarcell 8 har samma orientering, varvid varje cellsida innehåller två ringsidor. Åtta spridarceller är anordnade med var sin cellsida i symmetriplanet B.

Den på Fig 2 och 3 visade bränslepatronen har ett med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt utfört vertikalt höljerör 21, som är uppdelat i fyra delrör, 22, med hjälp av ett långsträckt, vertikalt riktat och med korsformigt tvär- snitt utformat kanalorgan 23, som är fastsvetsat vid höljeröret 21.

Varje delrör 22 omsluter en delpatron 2Ä som innehåller tjugo bränslestavar 2ö, vilka är positionerade medelst ett flertal vertikalt efter varandra i delröret anordnade spridare 27. Spridaren 27 innehåller tjugo med varandra hopsvetsade spridarceller 28. Varje spridarcell innehåller två, som liksidiga sexnörningar utförda plåtringar, vilka ligger i var sitt horisontalplan och är förbundna med varandra medelst ett flertal (på ritningen ej visade) verti- kalt förlöpande fjädrande plåtstrimlor. Varje spridarcell 25 kan t ex vara utförd som den i svenska patentskriften 771U562-1 beskrivna spridarcellen.

Delpatronens 2H tjugo bränslestavpositioner är symmetriskt fördelade i för- hållande till ett vertikalt symmetriplan A", som går genom fyra bränslestav- positioner, och som står vinkelrätt mot ett par inbördes parallella väggar -hos höljeröret 21. De tjugo bränslestavpositíonerna är fördelade med växel- vis tre och två positioner per plan på åtta tänkta, med_konstant inbördes avstånd s anordnade vertikalplan d1; d2, d3, dä, d5, d6, d7, d8,-vilka är vinkelrätt orienterade i förhållande till symmetriplanet A". Éränslestav- positionerna sammanfaller hos varje delpatron med knutpunkterna i ett tri- angulärt gitter, där triangelsidornas längd är två gånger avståndet s.

'Fig R visar en bränslepatron som innehåller åttioen vertikala och med en 'och samma tjocklek utformade bränslestavar, 36, omslutna av ett med i huvud- sak kvadratiskt tvärsnitt utformat höljerör, 31, som med hjälp av ett med D korsformigt tvärsnitt utformat kanalorgan, 33, är uppdelat i fyra delrör, vilka omsluter var sin delpatron, 3N' respektive 34", 3Ä'", 34"", Delpatro- nerna 3U“ och 3ü"", som är inbördes lika har delrör med rektangulärt men ej* kvadratiskt tvärsnitt, och innehåller var och en tjugo bränslepatroner. De tjugo bränslestavpositionerna är spegelsymmetriskt anordnade i förhållande till två vertikala symmetriplan A"' och B"'..Dessa skär varandra under 90° vinkel och är parallella med sidoväggarna hos höljeröret 31. Fyra bränsle- 8204269-8 stavpositioner ligger i symmetriplanet A"'. Delpatronerna 34" och 34"" har spridare med vars hjälp bränslestavarna är positionerade i ett kvadratiskt gitter. Spridarcellerna,33, är av samma typ som de på Fig 1 visade, och varje spridarcell har åtta i var sitt vertikalplan liggande cellsidor, vilka bildar fyra par av inbördes parallella cellsidor. Tio spridarceller ligger med var sin cellsida i symmetriplanet B"'. Delpatronerna 34' och 34"' är anordnade i delrör utförda med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt och innehåller tjugofem respektive sexton bränslestavar.

Fig 6 visar en bränslepatron som har ett med i huvudsak kvadratiskt tvär- snitt utformat hölje, 41, och som medelst ett kanalorgan med korsformigt tvärsnitt är uppdelad i fyra med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt utförda delrör. De fyra delrören innehåller fyra inbördes lika, enligt fig 5 ut- förda delpatroner 44, vilka var och en innehåller fyra rader om fem bränsle- stavar, 46. Bränslestavpositionerna är symmetriska i förhållande till sym- metriplanen A"" och B"", vilka är parallella med höljets 41 sidoväggar.

'Bränslestavarna 46 är omslutna av var sin åttahörniga spridarcell 48, som är utformad på samma sätt som de på fig 1 visade spridarcellerna. Hos var och en av de parallellt med symmetriaxeln B"" anordnade raderna av bränsle- 'stavar är spridarcellerna direkt fastsvetsade vid varandra. Hos var och en av de parallellt med symmetriaxeln A"" anordnade raderna av bränslestavar är däremot de fyra spridarcellerna förbundna med varandra medelst sex mellan cellerna fastsvetsade förbindningselement. Varje förbindningselement är ut- format som en rektangulär ram, 47, av tunn plåt. Fig 7 visar två dylika ramar fastsvetsade vid en i spridarcellen 48 ingående övre, åttahörning ring, 45, av på högkant anordnat plåtmaterial. Elementen 47 och 48 är utförda med samma vertikala dimension. Varje spridarcell 48 innehåller även en nedre, ej visad ring, som är kongruent med ringen 45, och som är fastsvetsad till två vid cellens nedre parti anordnade ramar 47.

Fig 8 visar en bränslepatron som innehåller åttioen vertikala och med en och samma tjocklek utformade bränslestavar, 56, omslutna av ett med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt utformat höljerör 51, som med hjälp av ett korsformigt _tvärsnitt utfört kanalorgan är uppdelat i fyra i huvudsak kvadratiska del- rör, vilka omsluter var sin delpatron 54' respektive 54", 54"', 54"". Del- patronerna 54" och 54"" har precis samma struktur som den på fig 5 visade delpatronen 44. Delpatronen 54"' är utförd med sexton och delpatronen 54' med tjugofem bränslestavar.

Den på fig 9 visade bränslepatronen skiljer sig från den på fig 4 visade endast genom att samtliga delpatroner är utförda som delpatronerna 34" och 34"" på fig 4.

Claims (13)

1. szonzes-a Uppfinningen omfattar även ett flertal på ritningarna ej visade utförings- former, t ex bränslepatroner som avviker från de på Fig 1 och Fig 2 visade genom att en, två eller tre av de visade delpatronerna ersättes av ett mot- svarande antal delpatroner av annan struktur.

2. PATENTKRAV 1.

3. Kärnbränslepatron innehållande ett knippe av vertikala bränslestavar (6; 26§ 36; H6) samt ett med fyra sidoväggar och i huvudsak kvadratiskt tvär- snitt utformat höljerör (1; 21; 31; Ä1; 51) som är anordnat att omsluta nämnda knippe, under det att nämnda knippe medelst en vertikal, med i huvud- sak korsformigt tvärsnitt utformad kanalanordning (3, 23; 33) är uppdelat i ' fyra delknippen (2Ä; 3U§ HR), under det att varje delknippe har ett i huvud- sak rektangulärt tvärsnitt och är försett med ett flertal vertikalt efter varandra anordnade spridare (57), k ä n n e t e o k n a d därav, att minst ett av nämnda delknippen är utfört med tjugo bränslestavpositioner, medan vart och ett av bränslepatronens övriga delknippen har minst sexton och högst tjugofem bränslestavpositioner, under det att nämnda tjugo bränslestavposi- "tioner är spegelsymmetriskt anordnade i förhållande till ett tänkt, första, vertikalt symmetriplan (A', A", A"'; A""); under det att fyra av nämnda bränslestavpositíoner ligger i nämnda första symmetriplan, varvid nämnda _ tjugo bränslestavpositioner sammanfaller med knutpunkter i minst ett ooh högst två gitter som endast är hopsatt(a) av inbördes kongruenta polygoner. 2; V Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d idärav, Kïatt bränslestavarna i nämnda minst en delpatron är anordnade med sina *vertikala mittlinjer fördelade ojämnt på ett flertal tänkta, vinkelrätt mot nämnda första svmmetriplan.(A'; A“) orienterade vertikalplan (V1-VS; d1-dö). ,í3.' Kärnbränslepatron enligt patentkrav 2, k'ä n n e t e c_k n a d därav, att bränslestavarna i nämnda minst en delpatron är anordnade med sina verti- kala mittlinjer fördelade på åtta tänkta, vinkelrätt mot nämnda första symmetriplan orienterade vertikalplan (V1-V8; d1-d8). H.

4. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 2, k ä n n e t e o k n a d därav, *_ att bränslestavarna i nämnda minst en delpatron även är symmetriskt anord- nade i förhållande till ett andra vertikalt symmetriplan (B') som är vinkel- rätt orienterat till nämnda första symmetriplan, under det att nämnda första symmetriplan är i huvudsak diagonalt orienterat i förhållande till delpatro- nens tvärsnitt. 8204269-8

5. Kärnbränslepatron enligt patentkrav U, k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en av nämnda delpatroner innehåller ett flertal på olika nivåer anordnade spridare (7), varvid varje spridare innehåller ett flertal åtta- hörniga spridarceller (8) med åtta i var sitt vertikalplan liggande cell- sidor, vilka bildar fyra par av inbördes parallella cellsidor, varvid två av nämnda cellsidepar är parallella med var sitt sidoväggpar hos nämnda häljerör (1), under det att åtta av nämnda spridarceller (8) ligger med var sin av nämnda cellsidor i nämnda andra symmetriplan (B').

6. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en av nämnda spridare innehåller tre öppningar (9), vilkas verti- kala mittlinjer ligger i nämnda andra symmetriplan (B), varvid tre vertikala vattenrör (13) är förda genom var sin av nämnda öppningar (9).

7. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första symmetriplan (A") är parallellt med två av nämnda hölje- rörs (21) fyra sidoväggar.

8. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att fyra av nämnda åtta, vinkelrätt mot nämnda första symmetriplan (A") orienterade vertikalplan (d1-d8) vart och ett innehåller tre av nämnda vertikala mittlinjer, medan vart och ett av de övriga av dessa vertikalplan endast innehåller två av nämnda vertikala mittlinjer.

9. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en av nämnda delpatroner innehåller ett flertal på olika nivåer anordnade spridare (27), vilka var och en innehåller ett flertal sexhörniga spridarceller (28) med tre par av inbördes parallella, i var sitt vertikal- plan liggande cellsidor, under det att varje spridarcell har ett cellsidepar som är parallellt med en och samma sidovägg hos nämnda höljerör (21). ~.

10. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första symmetriplan A"'; A"") är parallellt med en av nämnda sido- väggar, under det att nämnda tjugo bränslestavpositioner även är spegelsym- metriskt anordnade i förhållande till ett andra vertikalt symmetriplan (B"', B""), som är vinkelrätt orienterat i förhållande till nämnda första symmetriplan. 8204269-s

11. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n.n e t e c k n a d därav, att nämnda minst en delpatron innehåller ett flertal på olika nivåer anord- nade spridare, varvid varje spridare innehåller ett flertal bredvid varandra anordnade åttahörniga spridarceller (38), vilka var och en innehåller fyra par av inbördes parallella cellsidor, under det att två av cellens cellside- par är parallella med var sitt sidoväggpar hos nämnda hölje (31), under det att tio av nämnda spridarceller (38) ligger med var sin av nämnda cellsidor ' i nämnda andra symmetriplan (B"').

12. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att antalet nämnda minst en delpatroner är lika med två, varvid dessa två' delpatroner (3Ä", 3U"") är orienterade på sådant sätt, att nämnda första symmetriplan (A"') hos den ena är parallellt med nämnda andra eymmetríplan (B"') hos den andra, under det att nämnda kärnbränslepatron dessutom inne- håller två med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt utförda delpatroner; av vilka 'den ena (3U"') är utförd med sexton bränslestavpositioner, medan den andra (3H"") är utförd med tjugofem bränslestavpositioner.

13. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 10, k ä n n-e t e c k n a dy därav, '_ att nämnda minst en delpatron innehåller ett flertal på olika nivåer anord- nade spridare,varvid varje spridare innehåller ett flertal åttahörniga spri- darceller (ÄB), som bildar fyra parallellt med nämnda andra symmetriaxel (B“") anordnade rader om fem omedelbart intill varandra anordnade spridar- celler (48), samt fyra parallellt med nämnda första symmetriaxel (A“") anord- nade rader om fyra medelst ett flertal mellanliggande förbindningselement med varandra mekaniskt förbundna spridarceller. ïü. Kärnbränslepatron enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c'k nua d därav; att antalet nämnda minst en delpatron (5H", 5ü"') är lika med två, ooh att_ nämnda kärnbränslepatron dessutom innehåller en tredje delpatron.(54“') med sexton i ett kvadratiskt gitter anordnade bränslestavpositioner, samt en fjärde delpatron (5ü') med tjugofem i ett kvadratiskt gitter anordnade bränslestavposítioner.