SE460452B - Anordning foer reglering av ett kylfloede till braenslestavar i en braenslepatron till en kaernreaktor av bwr- eller pwr-typ - Google Patents

Description

460 452 Med utbränningsberoende strypningar kan härden laddas för ett bättre brënsleutnyttjande genom att högre belastning kan tillåtas för relativt färskt bränsle. Alternativt kan pumpeffekten minskas genom att kylflödet får en optimal fördelning så att ett lägre totalt kylflöde kan tillåtas. då FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar två bränslestavar i en brënslepatron med utbränningsberoende inloppsstrypning.

Figurerna 2 och 3 visar bränslestavar i en bränslepatron med utbrännings- beroende utloppsstrypning.

Figurerna U och 5 visar en bränslestav med utbränningsberoende inlopps- öppnande.

Figur 6 visar en bränslepatron med styrstavsledrör med olika bestràlnings- tillväxt.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I figur 1 visas förenklat hur en BWR- eller PWR-bränslepatron är uppbyggd med en topplatta 1. en bottenplatta 2. en spridare 3 oehlbränslestavar 4.

I en bränslepatron kan ett knippe av bränslestavar vara sammanhållna och fixerade med-flera spridare. Med 5 menas en boxvägg till en BWR-patron eller ett styrstavsledrör till en PWR-patron. Bränslestavarna 4 är här in- fästa hängande i topplattan 1. En bajonettkoppling 6 kan förbinda vardera bränslestav med topplattan. Mellan infästningarna i topplattan finns genomströmningsöppningar 7 för kylflödet. I bottenplattan 2 finns också genomströmningsöppningar 8 för kylflödet, vilka kan vara anordnade mitt för men på avstånd från stavändarna för att kunna tillåta genomström- ningen. Bränslestavarnas bestràlningsbetingade längdtillväxt kommer att åstadkomma en utbränningsberoende strypning av kylflödet. då stavändarna 9 närmar sig öppningarna 8 i bottenplattan. Stavändarna 9 och motsvarande öppningar 8 i bottenplattan 2 kan utformas för önskad strypningskarakte- ristik. Med den streckprickade konturlinjen 10 för stavändarna visas hur w bränslestavarna.har förlängts på grund av bestràlningen och hur stavarnas / avfasade koniska ändar förts inli de motsvarande öppningarna i botten- plattan. Den utbränningsberoende inloppsstrypningen åstadkommas således med stavändarna i öppningarna för kylflödet i bottenplattan. 3 460 452 I figur 2 och 3 visas en färsk och en utbränd PWR-bränslepatron med en utbränningsberoende utloppsstrypning. För en PWR-bränslepatron kan det vara fördelaktigare att strypa utloppsöppningarna 7. Det vatten som strömmar in i den strypta bränslepatronen kommer då att i den övre delen av bränslepatronen kunna omfördelas till bättre behövande, närliggande bränslestavar, som därmed kan belastas hårdare. Bränslestavarna 4 vilar här på bottenplattan 2, eller är fixerade till denna, och har sina fria övre ändar 11 riktade mot topplattan 1. Genom att utforma geometrin för stavändar 11 och genomströmningsöppningar 7 på lämpligt sätt kan stryp- ningens karaktäristik väljas. Med varierande grad av utbrånning hos bränslestavarna eller beroende på varierande material i bränslestavrören kan under utbränningen fås en olikformig utloppsstrypning.

Figur 2 visar en färsk bränslepatron utan egentlig utloppsstrypning. då de övre stavändarna ej stör strömningen av kylflöde genom utloppsöppningarna.

Figur 3 visar en utbränd bränslepatron, där de övre stavändarnas avfasade del ll mer eller mindre är införd i utloppsöppningarna 7 för strypning av kylflödet genom bränslepatronen. Kylflödet till den utbrända bränslepatro- nen kommer då att delvis tvingas bort från den utbrända bränslepatronen mot en annan närliggande, exempelvis ej så utbränd bränslepatron.

I figur H och 5 visas en princip för en inloppsstrypning som minskar med utbränningen. I figur 4 visas en bränslestav i en färsk bränslepatron med en fixerad övre ände 12. Bränslestavens nedre ände 13 kan vara utformad så att den väsentligen överensstämmer med genomströmningsöppningen 8. I anslutning till bränslestavens nedre ände kan denna vara utformad med ett avsmalnande parti eller med längsgående spår. Vid utbränning kommer på grund av den bestràlningstillväxtbetingade längdutvidgningen stavarna U att växa nedåt, som visas i figur 5, och kommer det avsmalnande partiet hos bränslestaven att bli beläget i själva genomströmningsöppningen 8. varvid erhålles en minskad inloppsstrypning, vilket medför en ökad genom- strömningsarea för kylflödet.

Genom att i en PWR-bränslepatron arrangera bränslestavarna så att vissa stavar växer uppåt och vissa stavar växer nedåt kan åstadkommas att in- loppsstryphingen minskar i samma omfattning som utloppsstrypningen ökar.

På detta sätt kan en omfördelning fås av kylflödets genomströmning utan att det totala strömningsmotståndet ökas. 460 452 4 Det är även tänkbart att vid inloppet ordna en omfördelning av flödet genom bränslepatronen genom att ge centralt belägna stavar en ökande strypning och perifert belägna stavar en minskande strypning vid ökad utbränning.

Det är även tänkbart att reglera flödet genom bränslepatronen genom att göra styrstavsledrören i material med olika bestràlningstillväxt. I figur 6 visas hur en PWR-bränslepatron med utbränningsberoende utloppsstrypning är utformad. En topplatta 1 är fäst i styrstavsledrören 15 med låg bestràlningstillväxt (exempelvis avspänningsglödgat material). Ett organ 16 är fäst till styrstavsledrör 17 med hög bestràlningstillväxt (exempel- vis kallbearbetat material). Olika bestràlningstillväxt kan fås genom olika tillverkningsprocesser. Kallbearbetade rör växer snabbare än avspän- ningsglödgade rör. Figur 6 visar en utloppsstrypning, men en inloppsstryp- ning kan styras på ett motsvarande sätt. Under utbränning kommer sålunda stryporganet att närma sig topplattan. Stryporganet är så anordnat att det kommer att mer eller mindre eller i olika grad täppa för öppningarna 7 för genomströmning av kylflödet i topplattan 1. Stryporganet 6 kan utgöras av ett till ett styrstavsledrör 17 fastsatt utsprâng, som kan vara beläget mittför öppningen 7 i topplattan 1 och vidare försett med en till öpp- ningen anpassad tillslutande eller strypande del. Med denna typ av ut- loppsstrypning är det möjligt att i reaktorer av PWR-typ omfördela flödet från utbrända bränslepatroner till färska patroner.

Claims (3)

460 452 PATENTKRAV

1. Anordning för reglering av ett kylflöde till bränslestavar (4) i en bränslepatron till en kärnreaktor av BWR- eller PWR-typ, där bränsle- patronen innefattar en topplatta (1) och en bottenplatta (2) samt dessa förbindande organ såsom en första typ styrstavsledrör (15) eller en bränsleboxvägg (5) samt dessutom làngsträckta element uppburna av topp- och/eller bottenplattan (1. 2) såsom bränslestavar (4) och/eller styr- stavsledrör (17) av en andra typ samt spridare (3) varvid topplatta (1) och bottenplatta (2) försetts med ett flertal öppningar (7, 8) för kyl- flödet k ä n n e t e c k n a d därav att elementen uppvisar en till organen i längdled avvikande bestrålningstillväxt och försetts med stryp- kroppar som samverkar med öppningarna (7, 8) i topp- eller bottenplattan (1, 2) varvid under bestràlning elementen kommer att förlängas mer än organen och strypkroppens läge i förhållande till nämnda öppningar (7, 8) förändras, därmed pàverkande kylflödet genom öppningarna (7, 8).

2. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att elementen är tillverkade av ett material med högre bestrâlningstillväxt än organen.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a d därav att elementen utgöres av bränslestavar (Ä) av vilka åtminstone vissa vid sina ändar utformats med en strypkropp för samverkande med en motsvarande öppning (7, 8) i topp- och bottenplatta (1, 2). Å. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a d därav att elementen utgöres av styrstavsledrör (17) uppbärande en tillslutnings- del (16) med strypkroppar samverkande med nämnda öppningar (7, 8).