SE454825B

SE454825B - Spridare for sammanhallning och fixering av brenslestavar i en brenslepatron till en kernreaktor

Info

Publication number: SE454825B
Application number: SE8604531A
Authority: SE
Inventors: O Nylund
Original assignee: Asea Atom Ab
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1988-05-30
Also published as: SE8604531D0; SE8604531L

Description

454 825 2 baslegering, exempelvis Inconel, har god mekanisk styrka och ger med sin tunnhet ett litet strömningsmotstånd men påverkar med sitt relativt stora neutroninfångningstvärsnitt neutronflödet i spridaren. Hänsyn måste också tas till olikheter i bestrålningstillväxten hos strukturelementen och fjäderelementen. nanocönatss rön UPPFINNINGEN För att förenkla men ändå säkerställa funktionen hos en förbindning mellan strukturelement och fjäderelement i en spridare har strukturelementen ut- formats med öppningar passande till ändar på fjäderelementen. I ena änden av en öppning i ett strukturelement har två spår eller slitsar upptagits för bildande av ett tungliknande organ. När ett fjäderelement skall föras in i ett strukturelement för dess fixering där är det tungliknande organet fört åt sidan för att ge plats åt fjäderelementets införande i öppningen i strukturelementet. Det tungliknande organet àterförs sedan för att hindra en eventuell vertikal returrörelse hos änden på fjäderelementet.

Med denna typ av infästning fås en säker infästning av fjäderelementen i strukturelementen även om fjäderelementen skulle deformeras kraftigt i samband med ett stavmontage, genom att en stavände skulle stöta emot det av fjäderelementen bildade fjäderpaketets mittparti. En fördel är också att strukturelementen och fjäderelementen/fjäderpaketet kan göras helt färdiga var för sig innan de monteras ihop.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en bimetallspridare ovanifràn med strukturelement och fjäderelement. Figur 2 visar samma bimetallspridare från sidan. Figur 3 visar fjäderelementets förbindning med strukturelementet. Figur Ü visar det undanförda tungliknande organet och änden av fjäderelementet på plats.

Figur 5 visar hur fjäderelementets utvinklade ändar är anordnade för an- liggning mot strukturelementets ytteryta. Figur 6 visar hur flera tung- liknande organ är förda ät sidan när fjäderelementens ändar förs in mot öppningarna i strukturelementen. Figur 7 och 8 visar ett fjäderelement ovanifrån och från sidan. S 3 454 825 BESKRIVNING AV ETT UTFÖRINGSEXEMPEL En bimetallspridare består huvudsakligen av strukturelement i en zirko- niumlegering och fjäderelement i en nickelbaslegering. Strukturelementen 1, som utgör den fasta strukturen, kan exempelvis vara gjorda av de under handelsnamnen Zircaloy 2 eller Zircaloy 4 kända. zirkoniumbaserade lege- ringarna, vilkas innehåll av legeringsämnen ligger inom gränserna 1,2-1,7 X för tenn. 0,07-O,2ﬂ X för järn, 0.05-0,15 X för krom, 0,00-0,08 Z för nickel, 0,09-0.16 X för syre, resten zirkonium och i zirkonium av reaktor- kvalitet normalt förekommande föroreningar. Zircaloy 2 innehåller 1,2#1,7 X tenn, 0.07-0,20 Z järn, 0,05-0,5 Z krom, 0,03-0,08 X nickel och 0,09-0,16 Z syre. Zircaloy 4 innehåller 1,2-1,7 X tenn, 0,18-0,24 1 järn, 0,07-0,13 X krom och 0,09-0,16 X syre. Samtliga angivna procent avser här viktprocent. Fjäderelementen 2, som utgör den fjädrande och fixerande delen av spridaren, kan exempelvis vara gjorda av Inconel, en nickelbas- legering innehållande 77 X nickel, 15 % krom och 7 1 järn. Bimetallsprida- ren i figur 1 och 2 bildar med sina strukturelement en fast struktur till vilken fjäderelementen, som kan vara anordnade som ett fjäderpaket, är fast förbundna. Strukturelementen består i huvudsak av, ur ett bandformigt plåtmaterial utstansade, två parallellt anordnade band förbundna med mel- lanstycken, vilka band senare kapats. formats och förbundits för bildandet av två väsentligen kvadratiska ramar förbundna med nämnda mellanstycken. I de ramformade delarna har ytorna försetts med inbuktningar/vártor för kon- takt med instuckna bränslestavar. Fjäderelementen består av korsformigt sammansatta fjäderband, där varje arm i korset består av två samverkande fjäderband förbundna med varandra i ytterändarna och i korscentrum.

Spridaren kan med sina strukturelement och fjäderelement tillsammans bilda ett gitter, exempelvis ett ﬂxß-gitter. Strukturelementen bildar då den väsentligen kvadratiska ramen, till vilken även korsformigt anordnade, inneslutna strukturelement är förbundna. I varje delutrymme är insatta fastförbundna, korsformigt anordnade fjäderelement. Tillsammans bildar strukturelementen och fjäderelementen då ett rutnät för sammanhållning och fixering av 16 bränslestavar i en bränslepatron, där varje bränslestav då är omgiven av både strukturelement och fjäderelement.

I figur 3-5 visas närmare en del av ett mellanstycke av ett struktur- element 3. Ett rektangulärt smalt urtag 4 är gjort i mellanstycket genom exempelvis stansning för mottagande av ett fjäderelements ände. I anslut- ning till urtaget är två parallella slitsar 5, 6 gjorda i strukturelemen- tet. Den av slitsarna omgivna och mot urtaget riktade delen av_struktur-

Claims

454 825 L* elementet bildar ett tungliknande organ 7, vara fria ända kan föras ut från strukturelementets urtag. När fjäderelementets ända 8 skall föras in i urtaget Ä) kommer änden först att föras längs strukturelementet vid området med slitsarna. varvid änden kommer att följa den utvikta tungan. Denna rörelse fortsättes sedan tills änden helt har kommit på plats, dvs passats in i urtaget i strukturelementet. När änden är på plats förs tungan åter för fasthållande av fjäderelementet eller kan tungan direkt fjädra tillbaka, snäppa tillbaka av sig självt, om den motfjädrande förts åt sidan. Eventuellt kan slitsarna efter det att fjäderänden är på plats fixeras i sitt ursprungsläge med en svetsförbindning eller liknande för att säkerställa fasthållande av fjäderelementet i strukturelementet. Fjäderelementets ände 8 kan efter inplaceringen i urtaget vara utformad så att den sticker ut utanför strukturelementet. Då fjäderelementet oftast är sammansatt av två fjäderband kan bandens ändar 8 redan före införandet i urtaget vara åtskilda och utvinklade 9 för att en säker förbindning skall fås mellan fjäderelementet och strukturelementet efter det att omrâdet mellan fjäderbandens yttre förbindelsepunkt och de utvinklade och åtskilda ändarna av fjäderbanden förts in i spåret/det smala urtaget 4. Vid insätt- ning av fjäderelement mellan två strukturelement, såsom visas i figur 6, kan de till urtagen anordnade tungliknande organen vara motsatt riktade för att möjliggöra fjäderelemenets införande i urtagen. I figur 7 och 8 visas det korsvis sammansatta fjäderelementet, som i sina fria ändar 8 kan ha försetts med utvinklingar 9. _' PATENTKRAV

1. Spridare för sammanhållning och fixering av bränslestavar i en bränslepatron til en kärnreaktor innefattande fjäderelement bestående av "fjäderband och strukturelement bestående av parallellt anordnade band förbundna med mellanstycken bildande en väsentligen kvadratisk ram med inbuktningar och urtag för fjöderelementens infästning, k ä n n e- t e c k n a d av att i anslutning till urtagen (4) i strukturelementen (1, 3) har anordnats spår eller slitsar (5, 6) för bildande av tung- liknande organ (7) vilkas fria ändar är riktade mot urtagen (4), att fjäderelementens ändar (8) för deras förbindning med strukturelementen (1, 3) är anordnade att föras in i urtagen (H) efter det att de tung- liknande organen (7) har förts åt sidan och att med fjäderelementens ändar (8) på plats i strukturelementens urtag (4) är de tungliknande organen (7) anordnade att àterföras. i» 5 454 825

2. Spridare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att ett tungliknande organet (7) har minst samma bredd som ett urtag (4) eller är bredare.

3. Spridare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att fjäderelementen (2) består av korsformigt sammansatta fjäderband. där varje arm i korset består av två samverkande fjäderband förbundna i ytterändarna och i korscentrum.

4. Spridare enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att de två sammansatta samverkande förbundna fjäderbanden 1 sina ytterändar (9) är förbundna och därefter utvinklade för att efter montering anligga mot strukturelementets yttersida vid dess urtag (4).

5. Spridare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att strukturelementen är gjorda i en zirkoniumlegering.

6. Spridare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att fjäderelementen är gjorda i en nickelbaslegering.

7. Spridare enligt patentkrav 3. k ä n n e t e c k n a d a v att fjäderelementen (2) är korsvis sammansatta och med sina fria ändar infästa i urtagen (U) i det omslutande strukturelementet (1) med plats för fyra parallellt anordnade bränslestavar.

8. Spridare enligt patentkrav 7. k ä n n e t e c k n a d a v att fjäderelementen (2) är korsvis sammansatta och förbundna med ett kors- formigt inre strukturelement och förbundna och omslutna av ett yttre strukturelement med plats för 16 parallellt anordnade bränslestavar.