SE435221B - Spridare for till ett kernreaktorbrensleelement sammansatta brenslestavar - Google Patents

Description

d dvlàilbsšn-v iso 40 Denna konstruktion gör det möjligt att minska neutronabsorp- tionen i sådana spridargitter jämfört med de tidigare konstruktionerna genom att det egentliga plåtgittret till- verkas av ett material med ringa neutronabsorptionstvärsnüï, alltså t.ex. zirkaloy, och enbart de egentliga fjädrande kontaktelementen tillverkas av tillräckligt fjäderhàrt mate- rial, såsom t.ex. inconel. Denna grundprincip ligger till grund för föreliggande uppfinning.

D I de båda sistnämnda förslagen för spridarkonstruktioner uppvisar varje spridarmaska ett fjädrande och fyra styva kontaktelement. De senare befinner sig i zonen med den smalaste kylmedelsspalten och reducerar på dessa ställen värmebortförseln medelst kylmedlet. Vidare är det vid dessa konstruktioner möjligt att bränslestaven vid uppträdande av starka sidokrafter, som t.ex. kan uppträda vid jordbävningar, kan tryckas ur sin centrering och sedan ligga an direkt mot maskväggen, vilket sedan på grund av den därmed förbundnaför- sämringen av värmebortförseln kan leda till defekter på höljesrören.

Därför inställer sig uppgiften att finna en spridar- konstruktion, vid vilken kylningsförhállandena över bränsle- stavarnas hela periferi i höjd med spridargittret minskar likformigt och samtidigt med tryckbortfallet genom gittret.

Vidare skall en utbrytning av bränslestaven ur dess aannerfig medelst starka sidokrafter i största utsträckning förhindras, detta i möjligaste mån vid en konstruktion med tillräcklig styvhet vid minskad materialåtgâng.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom en sprflkne, som erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen. Detta nya spridarsystem skall nu med tänkbart utföringsexempel närmare beskrivas med hjälp av fig. 1 till 9.

Fig. 1 visar först en planvy av ett parti av spridar- gittret , som på i sig känt sätt genom infogning i varandra är uppbyggt av plåtbanden 1 och 2, se och å. F_i_g.__4 visar en perspektiv- uvy av detta spridargitter. Pig. 5 och Q liksom 1 visar de fjädrande och fíg. 8 och 2 de styva kontaktelementen.

Av partiet enligt fig. 1 framgår att inte enbart bränslesta- varna 5 utan även styrstavsstyrningsrör tas på i sigkàn:säï upp-i spridargittret. Dessa är inskjutna i hylsor 6 såsom är vi- isat i fig. 1. De fasta kontaktelenenten bildas av ringformiga rör- 40 7910334-'7 avsnitt s, vilka är inskjutns i snusar sz resp; 31 (se fig. 2 och 3) vid bandens T och 2 korsningsställen. Där sätts de fast genom svetsning, liksom också ytterligare svetspunkter som kom- plettering kan anordnas vid korsningsställena mellan dessa band 1 och 2. Såsom visas i fig.8 är dessa kontaktelement 3 fasade vid sina kanter 33. De kan därigenom lättare föras in i slitsarna 31 och 32 och underlättar den senare isättningen av bränslestavar och styrningsrör, dessutom minskas därigenom strömningsmotståndet för kylmedlet, som vanligtvis är vatten. Samma ändamål tjänar den "pilformiga" utformningen av banden 1 och Z vid korsningsställena.

Eftersom styrstavsstyrningsröret uppvisar en större diameter än bränslestaven 5 och därmed också dess upptagníngshylsor 6, är de ringformiga elementen 3 enligt fig. 9 försedda med inbuktningar 36 och vid dessa ställen är de dessutom hopsvetsade med hylsan 6 för dess fasthållning.

De fjädrande kontaktelementen 4 är inskjutna i plâtbandet 1 (se fig. 3) i dess urtagningar 12 och hålls i detta läge genom det därefter infogade bandet 2. En metallurgisk förbindning är inte nödvändig. Deras uppbyggnad framgår klarare av fig. 5, 6 och 7, varvid fig. 6 visar en sidvy och fig. 5 en motsvarande planvy.

Fig. 7 visar en vy av detta kontaktelement 4 i plåtbandets 1 rikt- ning. Speciellt av fig. 5 framgår att detta kontaktelement 4 på vanligt sätt kan framställas genom stansning och böjning av en plan plåt. Dess båda fjädrande delar 41, vilkas böjning självklart också kan väljas på annat sätt, förbinder därvid ett huvud- och fotstycke 42, som uppvisar ett trekantigt tvärsnitt. En hopsvets- ning av detta ändstycke 42 är inte nödvändig, emedan korta slit- sar 45 är inarbetade i det, vilka liksom de korta slitsarna 43 och 44 på framsidan av denna del 4 vid inskjutníng i urtagningen 12 i plåten (se fig. 3] griper om bandväggen - se fig. 7 - och därmed också själva hålls i sina beräknade lägen. Såsom redan en gång nämnts är dessa fjädrande kontaktelement 4 tillverkade av elastiskt material, t.ex. inconel. Spridargittrets övriga delar däremot består av en zirkonlegering. För ytterligare minskning av materialåtgângen och därmed neutronabsorptionen liksom av tryck- förlusten i det genomströmmande kylmedlet är maskväggarna försedda med öppningar 22 och ll med stora areor.

Såsom framgår av fig. I ligger bränslestavarna 5 enbart an mot de mitt emot kontaktelementen 4 liggande ringarna 3. I förhål- lande till de över och under fjäderelementet 4 anordnade ringarna 40 7910334-7 3 förblir däremot ett avstånd. På detta sätt och'vis âstadkommes trepunktsfästet i varje diagonal i en spridarmaska och dessutom undviks vid ett eventuellt uppträdande av allt för starka sido- krafter en överbelastning av de fjädrande delarna 41, eftersom en ytterligare förflyttning av bränslestaven förhindras genom de över och under det fjädrande kontaktelementet 4 fastsatta ringar- na 3. Detta motsvarar fordringen på jordbävningssäkerhet. Som även framgår av fig. 1 är en utbrytning av bränslestaven ur detta fäste i jämförelse med förslagen enligt teknikens ståndpunkt inte längre möjlig, så att detta även fungerar som säkring mot sidokrafter, vilka t.ex. kan uppstå även genom olikformig termisk belastning av bränslestaven. ' Av detta framgår även att kylningen av bränslestaven inuti maskerna förbättras jämfört med förslagen enligt teknikens stånd- punkt, eftersom det i de smalaste ställena mellan bränslestavarna och bandväggarna T och 2 inte finns några strömningshindrande ojämnheter eller ryggar. Då genomflödestvärsnittet för kylmedlet på grund av de här givna geometriska förhållandena är jämförbart, förbättras även bränslestavarnas förhållande väsentligt vid ter- miska överbelastníngar. Detta uppnås speciellt genom att kylmedlet- mer ostört och i större mângd'kan komma in till de hittills utsat- ta ställena av en bränslestav strax bakom spridarens motsvarande kontaktställen. Därigenom åstadkommes också, och utförliga mät- ningar har bekräftat detta, att tryckförlusterna blir mindre än vid hittills vanliga sprídarutföranden. _ Vid sidan av dessa funktionella förbättringar av spridarkon- struktionen är också dess sammankoppling relativt enkel att genom- föra. Först sätts de för sig framställda fjädrande kontaktelemen- ten 4 in i plåtbandets 1 öppningar TT och förskjuts i urtagningar- na 12 till stoppet. Efter det att alla platser för de fjädrande kontaktelementen 4 tagits i anspråk skjuts bandet 2 in i bandets 1 slitsar 21 och griper om dessa med slitsarna 22. Därefter sätts ringarna 3 in på över- och undersidan av det sammansatta spridar- gittret och fästs automatiskt genom svetsning. Detta givetvis med ghänsyn till de maskor där hylsorna 6 för styrstavsstyrningsrören sätts in. De i dessa maskor inskjutande kontaktfjädrarna 41 tas dessförinnan bort från kontaktelementen 4; En på så sätt uppbyggd spridare för kärnreaktorbränsleelement hålls givetvis samman på känt sätt genom ett yttre omgivande band.

Vid de enskilda spridarmaskorna kan dessutom i sig kända kylmedels- 7919334-7 avlänkníngsplåtar vara fastsatta för bättre vírvelbíldníng 1 kyl- medlet och därmed inte bara förbättrad kylverkan utan också ut- jämning av kylmedlets utströmningstemperatur.

Claims (4)

M”?91oz3Äïfi ß Patentkrav

1. Spridare för till ett kärnreaktorbränsleelement sammansatta bränslestavar, bestående av ett bränslestavarna i sina celler upptagande gitterverk av varandra vinkelrätt genomträngande, på högkant anordnade plåtband, på vilka fjädrande och styva kontaktelement är fastsatta, varvid varje bränslestav fasthålles medelst två trepunktskontakt- system, vardera bestående av ett, i axiell riktning sett, i förhållande till plåtbredden i mitten anordnat fjädrande kontaktelement och två styva, i cellen mittemot varandra liggande kontaktelement, k ä n n e t e c k n a_d a v att kontaktelementen (41 och 3) hos de båda trepunkts- kontaktsystemen är anordnade i hörnet av varje cell, att på i sig känt sätt står ovanför plåtbandens (1, 2) kors- ningspunkter i gítterverket som styva kontaktelement ringar (3) i form av korta röravsnitt med en diameter som är mindre än den hos de bränslestavar (5) som skall fast- hållas i ingrepp med motsvarande slítsar (31, 32) hos plâtbanden (1, 2) och är ihopsvetsade med dessa, att dessa ringar (3) är anbragta ovanför och under gítterverket och att i ursparíngar (12) i plåtbanden (1) i ena tvärsnitts- riktningen är ungefär trekantiga element (4) inhängda, fasthålles i detta läge medelst plåtbanden (2) i den andra riktningen och är försedda med diagonalt i två intilliggande gitterceller inskjutande och i axiell riktning förlöpande kontaktfjädrar (41).

2. Spridare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att kontaktfjädrarna (41) i axiell riktning sett skjuter ut över de ovanför och under anordnade ringarna (3) i cellerna så att dessa ringar.(3) inte berör den av fjädrarna (41) fattades bränslestaven (S).

3. Spridare enligt kraven 1 och 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att cellväggarna är försedda med stora genombrytningar (11, 22). 4

4. Spridare enligt kraven 1 till 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att de fjädrande kontaktelementen (4) är stansade i ett stycke av fjädrande material och har genom böjning erhållit en i tvärsnitt trekantig huvud- och.fotdel (42), som är försedd med urtagningar (43, 44, 45) för styrning i genombrytníngar (12) av de den ena cell- 1 väggen bildande plåtbanden (1). ..._-..._-__-....-------_-_..___----- 7910334-7