SE446134B - Kernbrensleanordning - Google Patents

Description

-- ---- -- _ï.__._ _ _... _..... -V 8301494-4 För detta ändamål avser uppfinningen en kärnbränsleanordning med en yttre kapa, som bildar en strömníngskanal, uppdelad av vinkelplatar i en mångfald av separata, långsträckta inre avdelningar, av vilka var och en innehåller en mångfald kärnbränslestavar, varvid dessa vinkelplåtar är anord- nade på sådana avstånd från varandra att de bildar en moderatorströmnings- kanal för underkyld moderator utmed en väsentlig del av bränsleanordningens längd, vilken är kännetecknad av att de nämnda vinkelplåtarna är fästa vid den yttre kåpan medelst förstärkningsskenor, som är fästa i längdled till de centriska sidoväggarna hos kåpan, varvid dessa förstärkningsskenor har en mångfald öppningar utmed hela sin längd för kommunikation mellan avdelningarna.

De långsträckta vinkelplåtarna av metall som bildar den centrala korsformade vattenkanalen hålls på avstånd från varandra av i vinkelplåtarna anordnade utbuktningar utan genomgående hål. På detta sätt får man effektiva kylmedelkanaler och förbindelsen mellan de fyra separata bränsle- knippena hos anordningen utan behov av att bilda med tätningar försedda kanaler genom de långsträckta metallvinklar som bildar det centrala vatten- korset.

Uppfinningen framgår närmare av följande beskrivning av en föredragen utföringsform enligt densamma, vilken som exempel aterges pà de bifogade ritningarna, där fig. 1 visar en kärnbränsieanordning enligt uppfinningen sedd från en sida, med delvis uppbruten kåpa, fig. 2 visar en detalj i anordningen enligt fig. l i större skala, fig. 3 är en tvärsektion av anordningen enligt fig. 1 utmed linjen Ill-III i fig. 1 i större skala, fig. 4 är en tvärsektion av en del av anordningen enligt fig. l utmed linjen IV- IV i fig. 3, fig. 5 är en tvärsektion genom en del av anordningen i fig. 1 utmed linjen V-V i fig. 4, fig. 6 är ett deltvärsnitt utmed linjen VI-VI i fig. 4, och figurerna 7-ll är deltvärsnitt genom olika utföranden av kylmedelsström- banor i en anordning enligt uppfinningen.

Fig. l-6 illustrerar en bränsleanordning 20 enligt uppfinningen, vilken innefattar en kåpa 22, som bildar en långsträckt yttre genomström- ningskanal, vilken sträcker sig utmed väsentligen hela bränsleanordningens 20 längd och förbinder ett övre ok 24 med en undre botten 26. Kåpan 22 är företrädesvis fäst vid botten 26 medelst en tunga-ränna-förbindelse, varvid 8301494-4 skruvar 28 i en hållarskena 30 används för att hàlla en vid undre änden av kåpan 22 förefintlig tunga i ett spår i botten 26. De yttre tvärdimensionerna vid undre änden av genomströmningskanalen är mindre för att ge en övergång mellan genomströmningskanalen och botten 26, så att ytterdimensionerna hos botten 26 inte skall behöva överskrida ytterdimensionerna hos kåpan 22 utmed längden av bränsleanordningen 20.. Botten 26, som tjänar som inlopp för kylmedel, har ett antal ben 32 för styrning av botten 26 och bränsleanord- ningen 20 in i en bärplatta för reaktorhärden eller exempelvis i bränsle- förradsställningar i en bassäng för förbrukat bränsle.

Enligt en viktig egenskap hos föreliggande uppfinning är ett antal, nämligen fyra, på avstånd från varandra anordnade och med öppningar försedda bårskenor 34 fästa vid och centralt anordnade med de fyra innerväg- garna hos den av kapan 22 bildade genomströmningskanalen, väsentligen utmed hela dess längd. Skenorna 34 och genomgenomströmnngskanalen är företrädesvis utförda av sådant metallmaterial som en legering av zirkon, vanligen benämnd zircaloy, och kan fast förbindas på vilket lämpligt sätt som helst, exempelvis medelst svetsning. Skenorna 34 används för anslutning av kåpan 22 till oket 24 medelst en laspinne 36, som går genom hål i oket 24 och övre änden av var och en av de fyra förstärkningsskenorna 34. Skenorna 34 utgör också stöd för fyra långsträckta, i stort sett L-formade vinkelplåtar 38, som sträcker sig i stort sett utmed hela bränsleanordningens 20 längd fran en övre ände 40 till en undre ände 42. Företrädesvis är de yttre avlanga ändarna åt sidorna på vinkelplatarna 38 fastsvetsade vid och utmed förstärkninga- skenorna, så att dessa hålls säkert på plats inom bränsleanordningen. När de är fästa vid förstärkníngsskenorna 34 bildar vinkelplåtarna 38 en inre, centralt belägen, korsformad kanal 44, som uppdelar bränsleanordningen 20 i fyra separata, avlånga avdelningar 46 och ger ett omrâde för genomströmning av underkyld moderator genom bränsleanordningens mitt för förbättring av neutronmoderering och ekonomi. lnom varje avdelning 46 förefinns ett separat bränsleknippe 48 med en mångfald, här sexton, bränslestavar 50 anordnade i ett 4x4-arrange- mang. Bränslestavarna 50 i varje knippe 48 är anordnade mellan en övre bärplatta 52 och en undre bärplatta 54. Företrädesvis är den övre bärplattan 52 utformad som en sammanhängande serie tunna stänger 56, som är fästa vid hylsor 58, som med glidpassning omger en utskjutande dcl av den övre ändplugrjeri 60 i varje bränslestav 50, så att en relativ axlell rörelse mellan den övre bärplattan 52 och bränslestavarna 50 möjliggörs. Företrädesvis har ........._....-._.. ._ 8301494-4 åtminstone två bränslestavar 50 i varje knippe 48 övre och undre ändpluggar, som har förlängda gängade ändar, vilka går genom den övre bärplattan 52 respektive den undre bårplattan 54 för anbringandet av stoppmuttrar 62 vid vardera änden, varigenom bärplattorna 52 och 54 förbinds med varandra vid knippets 48 ändar.

, Dessutom är var och en av de övre bärplåtarna 52 försedd med en vertikal styrpinne 64, som går med glidpassning genom öppningar i det övre oket 24 och medger en relativ axiell rörelse mellan knippena 48 och kåpan 22 och också förhindrar sidorörelser hos knippena 48.

En viktig egenskap hos uppfinningen utgör en mångfald öppningar 66, som är anordnade genom förstärkningsskenorna 34 utmed hela deras längd, för att ge inre strömningsbanor för kylmedel mellan de fyra separata knippena 48, för utjämning av hydrauliska tryck mellan de fyra åtskilda avdelningarna 46 och bränsleknippen 48 hos bränsleanordningen 20, varigenom möjligheten för termisk-hydrodynamisk instabilitet mellan de separata bränsleknippena 48 undviks. Kylmedelsströmningen genom öppningarna 66 passerar förbi det centrala korset 44 och minskar därmed möjligheten till blandning av kokvätska från en eller flera av de fyra avdelningarna 46 med den underkylda moderator som strömmar genom det centrala korset 44.

Enligt en annan viktig egenskap hos uppfinningen förefinns en mångfald utbucklingar 68 i vinkelplåtarna 38 utmed hela deras längd.

F öreträdesvis är utbucklingarna 68 i plåtarna 38 i sidled och vertikalt anordnade i linje med motsvarande utbucklingar 68 i närbelägna plåtar 38 (fig. 2-4 och 6) för att ge par av motstående utbucklingar 68, som ligger i kontakt med varandra utmed plåtarnas 38 längd för att halla de varandra motstående delarna av plåtarna 38 på rätt avstånd från varandra. Om man så vill kan par av med varandra i beröring varande utbucklingar 68 vara punktsvetsade till varandra, så att avståndet mellan plåtarna 38 noggrant bibehålls.

De öppningar 66, som bildar kylmedelskanaler mellan de fyra separata avdelningarna 46 ges vilken önskad form som helst, exempelvis oval (fig. 1-4), avlång (fig. 7), ovala utsnitt i förstärkningsskenorna 34 (fig. 8), avlånga slitsar i skenorna 34 (fig. 9), vertikalt i linje med varandra och på avstånd från varandra runda hål med förhållandevis stor diameter (fig. 10), eller runda hål med förhållandevis liten diameter och förskjutna i förhållande till varandra (fig. ll). Den precisa formen och antalet hål 66 genom skenorna 34 bör väljas med hänsyn till specifika termiska, hydrauliska, mekaniska och 8301494-4 kärntekniska egenskaper hos en ifrâgakommande bränslestavanordning, även med hänsyn tagen till. tillverkningsförhàllanden.

Pâ detta sätt har effektiva kanaler för kylmedel och flödesför- bindelser åstadkommits mellan de fyra separata bränsleknippena 48 i bränsle- stavanordnlngen 20 utan behov av med speciella tätningar försedda passagen' genom de fyra plåtar 38, som tillsammans bildar den centrala genomström- ningskanalen 41:.

Claims (5)

88501494-4 6 PATENTKRAV

1. Kärnbränsleanordning innefattande en yttre kåpa (22), vilken bildar en genomströmningskanal (44) som är uppdelad av vinkelplåtar (38) i en mångfald separata, avlånga inre avdelningar (46), som vardera innehåller en mångfald kärnbränslestavar (48), varvid dessa vinkelplåtar är anordnade på sådant avstånd från varandra att de bildar en moderatorflödeskanal för underkyld moderator utmed en väsentlig del av bränsleanordningens längd, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda vinkelplåtar (38) är fästa vid den yttre kåpan (22) medelst förstärkningsskenor (34), som är fästa i längdled till de centriska sidoväggarna hos kåpan (22), varvid förstärkningsskenorna (34) är försedda med en mångfald öppningar (66), anordnade i desamma utmed deras hela längd för kommunikation mellan avdelningarna (46).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda öppningarna (66) är i stort sett ovala hal.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda öppningarna (66) är runda hål, vilka är sidoförskjutna utmed förstärkningsske- nornas längd.

4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att den av nämnda vinkelplàtar (38) bildade moderatorströmningskanalen utgörs av fyra långsträckta, separata inre avdelningar (46), vardera innehållande en mångfald kärnbränslestavar (50).

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e e k n a d av att vinkelplåtarna (38) är försedda med en mångfald utbucklingar (68) som skjuter ut mot och är i kontakt med utbucklingar (68) på motstaende delar av närbelägen vinkelplåt (38) för säkerställande av avsett avstånd mellan mot- stående vinkelplåtar (38).