SE440290B - Brenslepatron avsedd for en kernreaktor - Google Patents

Description

ß 8306599-5 Uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till bifogade schematiska ritningar, där Fig 1 visar en bränslepatron enligt en första utföringsform av uppfin- ningen i vy ovanifrån.

Fig 2 visar ett vertikalsnitt längs II-II på fig 1.

Fig 3 visar ett vertikalsnitt längs III-III på fig 1.

Fig 4 visar i vertikalsnitt en andra utföringsform, som avviker från den på fig 1, 2 och 3 visade genom att ovannämnda bult är utfor- mad med något avvikande form. Vertikalsnittets läge i förhåll- ande till bränslepatronen är detsamma som för snittet III-III.

Fig 5 visar en bulten omslutande, på fig U visad hylsa dels i sidovy och dels i vertikalsnitt.

Fig 6 visar den på fig 5 visade hylsan i vy ovanifrån.

Pig 7-13 visar i vertikalsnitt sju olika alternativ till det på fig U visade arrangemagnet.

På ritningarna betecknar 1 ett höljerör med tillnärmelsevis kvadratiskt tvärsnitt. Höljeröret 1 är utfört i en zirkoniumlegering, t ex Zircaloy II R, och omsluter en ej visad bottendel, en topplatta och ett flertal vertikala, på ritningarna ej visade bränslestavar, vilka tillsammans med ovannämnda komponenter ingår i en bärnslepatron för en kokarreaktor. Topplatta, botten- platta och bränslestavar är hopbundna med varandra till ett knippe som kan lyftas medelst en på topplattan applicerad lyftkraft. Höljeröret är medelst en fixeringsanordning fästat vid detta knippe och kan således lyftas i samma lyft som bränslepatronens övriga komponenter. Fixeringsanordningen innehåller en fixeringskropp 2, som är gjuten i rostfritt stål och utformad med ett övre i huvudsak V-formigt parti som vilar på höljerörets överkant och som är fästat vid detta medelst ett flertal snäppförbindelser. Topp- ' plattan har ett uppåt riktat utsprång 3, som är lokaliserat till ett av höljerörets hörn och som i likhet med topplattan i övrigt är utfört i samma material som fixeringskroppen 2. Denna är fixerad vid utsprånget 3 8306599-5 medelst en dragkraftöverförande bult N med ett gängat parti 5 som är fast- skruvat i en gängad vertikal urborrning 6 hos utsprånget 3. Det gängade partiet 5 har större diameter än den dragkraftbelastade, ovanför partiet befintliga delen av bulten U. Bulten Ä har ett med varierande cirkulärt tvärsnitt utformat bulthuvud 7, vid vilket en fjäder 8 är upphängd. Ett nedre parti hos bulthuvudet 7 är med spel anordnat i en genomgående, ver- tikal urborrning 9 hos fixeringskroppen 2, under det att urborrningen 9 även innehåller en bulten H omslutande cirkulär hylsa 10 och en mellan bult- huvudet 7 och hylsan 10 fastklämd fjäderbricka 11, som är utförd i samma material som bulten 4. En metallring 12, anordnad i ett ringformigt spår i urborrnlngen 9, hindrar bulten 4 att lämna fixeringsdelen 2 vid demonte- rat höljerör. Urborrningen 9 har en övre cirkulärcylindrisk del, vars dia- meter är något större än diametern hos en omedelbart nedanför liggande, nedre cirkulärcylindrisk del, varvid en ringformig, uppâtvettande, 1 ett horisontalplan liggande anliggningsyta bildats. Hylsan 10 ligger an mot denna med en motsvarande, nedâtvettande anliggningsyta. Hylsan 10 har vid övre och nedre änden ett flertal radiella kanaler 13 resp ïü. Vid rumstem- peratur och åtdragen bult överför hylsan 10 en tryckkraft till utsprånget 3 via en i huvudsak triangulär bricka 15, som är utförd 1 samma material som höljeröret och fastsvetsad vid detta, under det att bulten Ä är belas- tad med en lika stor dragkraft. Bulten H är utförd i en stållegering med mycket högt nickelinnehåll och har en värmeutvidgningskoefficient som är be- tydligt mindre än värmeutvidgningskoefficienten för det i fixeringsdelen 2 och utsprånget 3 ingående materialet, vanligtvis minst 20 % mindre. Hylsan är utförd i samma material som bulten H, alternativt i ett material med mindre värmeutvidgningskoefficient. Hylsan 10 har en vertikal utsträckning som utgör minst 40 %, företrädesvis minst 60 % av den vertikala utsträck- ningen av den med konstant dragkraft belastade delen av bulten Ä. Vid upp- värmning av bränslepatronen till driftstemperatur avtar följaktligen spelet C betydligt, dock utan att bli lika med noll.

Om hylsan 10 hade,varit utförd i samma material som fixeringsdelen 2 skulle skillnaden i värmeutvidgning medfört en farlig ökning av den på bulten 4 verkande dragkraften. Genom att hylsan 10 har en värmeutvidgningskoefficient som är lika med eller mindre än värmeutvidgningskoefficienten för bultmate- rialet, får man i stället en godtagbar ökning av den på bulten U verkande dragkraften, eller ingen ökning alls.

Mellan bulten 4 och hylsan 10 finns en hâlcylindrisk spalt 16. Vatten till- förs spalten 16 via kanalerna 14 och lämnar denna via kanalerna 13, som Qogfå 8306599-5 står i förbindelse med ett flertal genom fixeringskroppen 2 förlöpande, horisontella utloppskanaler 17. Därigenom uppnås en ständig förnyelse av det i spalten 16 befintliga vattnet. Eftersom stillastående vatten gene- rellt anses vara ett nödvändigt villkor för spänningskorrosion reduceras därigenom sannolikheten för att spänningskorrosion skall inträffa hos bul- ten 4.

Det på fig 4, 5 och 6 visade arrangemanget skiljer sig från det på fig 3 visade genom att bulthuvudet 7' har konventionell form, genom att hylsan ' har samma vertikala dimension som den urborrning i vilken den är anord- nad och genom att utloppskanalerna 17 har ersatts av uppåtriktade öppningar.

På fig 7-12 är bultarna 74, 8ü, 94, 10ü, 11U, 12U samt hylsorna 107, 108, 109, 1010, 1011 och 1012 utförda i samma material som den ovan beskrivna bulten Ä. Hylsorna 107, 108; 1011 och 1012 är anordnade med presspassning längs en sträcka A, medan hylsan 109 är anordnad med presspassning och hylsan 1010 med spel längs hela hylslängden.

Hos några av de visade varianterna har topplattan ett utsprång 3' som skil- jer sig från utsprånget 3 genom att dess översta parti är utformat på annat sätt.

Vid det på fig 13 visade arrangemanget är bulten 13k utförd i samma material som den ovan beskrivna bulten 4, medan värmeutvidgningskoefficienten för det från topplattan utgående utsprånget 3' är densamma som för fixerings- delen 2. Om värmeutvidgningskoefficienterna för delarna 1013, 13ü och 2 resp k , så är k betecknas med k betydligt mindre än k13u. 1013' k134 2 1013 Närmare bestämt är differensen ka-kïau mindre än differensen k13u- RIO13.

Claims (3)

8306599-5 PATENTKRAV

1. Bränslepatron avsedd för en kärnreaktor och innehållande ett flertal vertikala bränslestavar, en topplatta, som är anordnad vid bränslestavar- nas övre ändar, ett med tillnärmelsevis kvadratiskt tvärsnitt utfört hölje- rör (1), som omsluter nämnda bränslestavar och nämnda topplatta, samt en vid höljeröret fästad fixeringskropp (2) av rostfritt stål, under det att nämnda topplatta har ett vertikalt, uppåtriktat, i ett hörnparti hos nämnda höljerör befintligt utsprång (3, 3'), som är anordnat i dragkraftöverför- ande mekanisk förbindelse med nämnda fixeringskropp via en vertikal bult (U, 4') som är förd genom ett i nämnda fíxeringsdel utformat, genomgående hål (9), under det att nämnda bult är utförd i ett material, vars värmeut- vidgningskoefficient är mindre än värmeutvidgningskoefficienten för nämnda rostfria stål, av en metallisk hylsa (10, 10'), som är anordnad att tryckkraftbelastas k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda bult är omsluten genom att upptaga en övervägande del av den på nämnda bult verkande drag- kraften, under det att nämnda hylsa är utförd i ett metalliskt material, vars värmeutvidgningskoefficient är mindre än värmeutvidgningskoefficien- ten för nämnda rostfria stål.

2. Bränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda hylsa och nämnda bult är utförda i ett och samma material.

3. Bränslepatron enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda hylsa är anordnad i nämnda, i fixerings- delen utformade, genomgående hål. Ä. Bränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda hylsa har en vertikal utsträckning som utgör minst 40 % av den vertikala utsträckningen hos den med konstant dragkraft belastade delen av nämnda bult.