SE465192B

SE465192B - Braenslepatron foer en kaernreaktor av laettvattentyp

Info

Publication number: SE465192B
Application number: SE8904229A
Authority: SE
Inventors: O Nylund
Original assignee: Asea Atom Ab
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1991-08-05
Also published as: JPH03259794A; US5100611A; ES2063886T3; SE8904229L; DE69011486D1; EP0432739B1; JP3034055B2; FI906189A; SE8904229D0; EP0432739A1; DE69011486T2; FI906189A0

Description

465 192 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, i vilken genomgående hål i bottenplattan har delar vars centrumlinjer är förskjutna i förhåll- ande till varandra, är en del av ett genomgående hål på bottenplattans inloppssida för vattnet gemensam för flera delar av genomgående hål på plattans utloppssida för vattnet. En del av ett genomgående hål på botten- plattans inloppssida har därvid normalt ett större tvärsnitt än en del av ett genomgående hål på bottenplattans utloppssida. För att öka vattenflödet genom bottenplattan kan delar av genomgående hål i bottenplattan vara anordnade i öppen förbindelse med en eller flera kantsidor på bottenplattan via tvärgående kanaler, vilka vid resp kantsida har mynningar som är anord- nade i öppen förbindelse med mellanrummen mellan bränslestavarna i samma bränslepatron i en kokarreaktor eller i samma och angränsande bränslepatro- ner i en tryckvattenreaktor. Den öppna förbindelsen kan med fördel åstad- kommas via vertikala urtagningar i resp kantsida på bottenplattan. En ytterligare ökning av vattenflödet genom bottenplattan kan åstadkommas genom att delar av samma slag av genomgående hål i bottenplattan anordnas i öppen förbindelse med varandra via tvärgående kanaler.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen, i vilken genomgående hål i bottenplattan har delar, vars centrumlinjer bildar vinkel med varandra, är ett genomgående hål anordnat med en ficka, där en del övergår i en annan del. För att minska risken för igensättning av bottenplattan kan en del av det genomgående hål som sträcker sig från en sida av bottenplattan vara anordnad i öppen förbindelse med åtminstone två delar av genomgående hål, som sträcker sig från bottenplattans andra sida. Därigenom åstadkommes redundanta flödesvägar och en större öppen volym i bottenplattans inre.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utförings- exempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 i vertikal- snitt genom linjen I-I i fig 2 visar en utföringsform av en sammansatt bränslepatron för en kokarvattenreaktor uppbyggd av fyra bränslepatroner enligt uppfinningen med en bottenplatta på varje bränslepatron, fig 2 samma sammansatta bränslepatron i vy vinkelrätt mot ett horisontalplan genom linjen II-II i fig 1, fig 3 ett horisontalsnitt genom linjen III-III i fig 1, fig 4 i sidovy en utföringsform av en bränslepatron för en tryckvatten- reaktor enligt uppfinningen tillsammans med två närbelägna bränslepatroner av samma slag, fig 5 ett horisontalsnitt längs I-I genom en bränslepatron i fig 4, fig 6 i vy ovanifrån en bottenplatta för en bränslepatron enligt fig 465 192 1 och i modifierad form för en bränslepatron enligt fig 4 i större skala, fig 7 samma bottenplatta delvis i vertikalsnitt genom linjen I-I i fig 6 delvis i sidovy, fig 8 i vy ovanifrån en annan bottenplatta för en bränsle- patron enligt fig 1 och i modifierad form för en bränslepatron enligt fig 4 i större skala, fig 9 samma bottenplatta, delvis i vertikalsnitt genom linjen I-I i fig 8 delvis i sidovy samt fig 10, 11 och 12 i vertikalsnitt en del av tre olika bottenplattor för en bränslepatron enligt fig 4 och i modifierad form för en bränslepatron enligt fig 1.

I fig 1-3 betecknar 1 ett höljerör med i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt.

Höljeröret omsluter utan nämnvärt spel ett övre, kvadratiskt parti hos en bottendel 2 med en cirkulär, nedåt vettande inloppsöppning 3 för kylvatten och moderatorvatten. Bottendelen 2 uppbär förutom höljeröret 1 en bärplatta 4. Höljeröret 1 har nederst ett relativt tjockt väggparti som är fixerat vid bottendelen 2 och bärplattan 4 medelst ett flertal horisontella bultar, antydda medelst streck-prickade linjer 5. Höljeröret 1 är med ett ihåligt, med korsformat tvärsnitt utformat stödorgan 7 indelat i fyra vertikala rörformade delar 6 med åtminstone i huvudsak kvadratiskt tvärsnitt. Stöd- organet 7 är fastsvetsat vid höljerörets fyra väggar la, lb, lc och ld och har fyra ihåliga flyglar 8. Den av stödorganet bildade centrala kanalen är betecknad 32 och är nederst förbundet med ett inloppsrör 9 för moderator- vatten. Varje rörformade del 6 innehåller ett knippe 25 om tjugofem bränslestavar 10. Stavarna är anordnade i ett symmetriskt gitter i fem rader innehållande vardera fem stavar. Varje stav ingår i två mot varandra vinkelräta rader. Varje knippe är anordnat med en bottenplatta 11, en topp- platta 12 och ett flertal spridare 13. Ett bränslestavsknippe 25 med bottenplatta 11, topplatta 12, spridare 13 och höljedel 6 bildar en enhet som i denna ansökan benämnes bränslepatron, medan den i fig 1-3 illustre- rade anordningen omfattande fyra sådana bränslepatroner benämnes sammansatt bränslepatron. De fyra bottenplattorna 11 uppbäres i den sammansatta bränslepatronen av bärplattan 4 och är delvis införda i var sitt kvadra- tiska hål 14 i denna. I varje bränslepatron är minst en av bränslestavarna utförd med relativt långa, gängade ändpluggar 33 och 34 av massivt kaps- lingsmaterial, varvid nedre ändpluggen 33 är förd genom bottenplattan 11 och försedd med en mutter 15 medan den övre ändpluggen 34 är förd genom topplattan 12 och försedd med en mutter 16. I den visade utföringsformen är centrumstaven 26 utformad på detta sätt. Denna stav tjänstgör även som spridarhållarstav. Ett övre ändparti av höljeröret 1 omsluter en korsformig lyftplatta 17 med fyra horisontella armar 18, 19, 20 och 21, vilka utgår 465 192 från ett gemensamt centralparti. Varje arm har vid ytteränden ett pilspets- liknande parti 22 som vid var sitt hörn hos höljeröret 1 ligger an mot höljerörets 1 inre väggyta. Ett lyfthandtag 23 är fixerat vid armarna 20 och 21. Lyftplattan 17 och handtaget 23 bildar tillsammans ett helgjutet lyftorgan av stål. Lyftplattan 17 är fixerad vid stödorganet 7 genom att fyra vertikala skenor 28 är införda i var sin flygel 8 hos stödorganet 7 och fastsvetsade vid detta. Varje skena 28 har överst ett vertikalt, bult- liknande parti 29 som med spel är fört genom ett motsvarande hål i lyft- plattans 17 mittparti och försett med en mutter 30. Höljeröret 1 är såsom framgår av figurerna försett med i längsriktningen intermittent anordnade inpressningar 31 mot vilka stödorganet 7 är insvetsat.

I fig 4, som visar tre intill varandra belägna bränslepatroner för en tryckvattenraktor, är de vertikala bränslestavarna betecknade 42, de rek- tangulära topplattorna 43, de rektangulära bottenplattorna 44 och spridar- organen med vilka bränslestavarna är positionerade 45. Ledrörsorgan 46 för styrstavspinnar är vid sina övre ändar fixerade vid topplattorna 43 och vid sina nedre vid bottenplattorna 44. De är dessutom fixerade vid spridarorga- nen 45.

Bottenplattan enligt fig 6 och 7 har genomgående hål 50 för ledning av vatten genom bottenplattan. Hålet har delar 50a och 50b, vars centrumlinjer är förskjutna i förhållande till varandra. En del 50a av ett genomgående hål på plattans inloppssida 51 för vattnet är gemensam för flera delar 50b av genomgående hål på plattans utloppssida 52. En del 50a av ett genom- gående hål på bottenplattans inloppssida 51 har ett större tvärsnitt än en del 50b av ett genomgående hål på bottenplattans utloppssida 52. Delar 50a av genomgående hål är i det exemplifierade fallet, men behöver inte vara det, anordnade i öppen förbindelse med en eller flera kantsidor 53 via tvärgående kanaler 54, vilka vid kanten har mynningar 55, som är anordnade i öppen förbindelse med mellanrummen mellan bränslestavarna i samma bränslepatron för en kokarvattenreaktor eller i samma och angränsande bränslepatroner i en tryckvattenreaktor. Den öppna förbindelsen åstadkommes med urtagningar 56 i bottenplattans kantsida 53. Då bottenplattan enligt fig 6 och 7 användes i en bränslepatron för en kokarvattenreaktor, t ex i den i fig 1 visade bränslepatronen, anligger ytan 57 mot bärplattan 4 och kantsidan 53 mot höljedelen 1, vilket medför att vattnet som passerat genom mynningarna 55 går upp till utrymmet mellan bränslestavarna 10. Vattnet som passerar hålen 50a och 50b går också upp till utrymmet mellan bränsle- 465 192 stavarna 10. I fig 1 är hålen 50a och 50b av utrymmesskäl ritade schema- tiskt som hål av konventionellt slag. Hålen för bränslestavarnas ändtappar i bottenplattan är betecknade 59. Då bottenplattan enligt fig 6 och 7 an- vändes i en bränslepatron för en tryckvattenreaktor, t ex den i fig 4 visade bränslepatronen, saknar bottenplattan hål (59) för bränslestavar och anligger kantsidan 53 mot en kantsida i en annan bränslepatron av samma slag. Urtagningarna 56 sträcker sig inte heller ända ned till nedre kanten på kantsidan 53 utan två närbelägna bottenplattor anligger mot varandra ut- efter hela sin horisontella utsträckning längs en rand längst ned på varje kantsida. Vattnet som passerat mynningarna 55 går därvid via urtagningarna 56 upp till utrymmen mellan bränslestavarna 42 ovanför bottenplattan och i utrymmen mellan angränsande bränslepatroner eftersom det inte finns några skiljeväggar mellan bränslepatronerna. Delar 50a av genomgående hål är i det illustrerade fallet även anordnade i öppen förbindelse med varandra via tvärgående kanaler 58.

Utföringsformen av bottenplattan enligt fig 8 och 9 skiljer sig från ut- föringsformen enligt fig 6 och 7 genom att den har fler tvärgående kanaler.

Utöver tvärgående kanaler 5H, som förbinder delar 50a av genomgående hål med kantsidor 53, och tvärgående kanaler 58, som förbinder delar 50a med varandra, finns tvärgående kanaler 60 som förbinder delar 50b av genom- gående hål med varandra och med kantsidor 53. Bottenplattan enligt fig 8 och 9 kan användas på samma sätt som bottenplattan enligt fig 6 och 7, dvs som sådan i en bränslepatron enligt fig 1 och i modifierad form utan hål (59) för bränslestavar och med nedtill avstängda urtagningar (56) i en tryckvattenreaktor.

I bottenplattorna enligt fig 10-12 är inloppssidan för vattnet betecknat 61 och den mot bränslestavarna vända utloppssidan för vattnet betecknat 62. De genomgående hålen i bottenplattan enligt fig 10 har delar 70a och 70b vars centrumlinjer bildar vinkel med varandra. I utföringsformen enligt fig 11 är de genomgående hålen anordnade med en ficka 71 för infångning av skräp.

I bottenplattan enligt fig 12 är en del, som sträcker sig från en sida, t ex en del 70a som sträcker sig från sidan 61, anordnad i öppen förbindel- se med två eller tre delar, som sträcker sig från bottenplattans andra sida, dvs två eller tre delar 70b som sträcker sig från sidan 62. Botten- plattan är också försedd med fickor 71. En bottenplatta av i fig 12 illustrerat slag har en synnerligen stor öppen inre volym. Bottenplattorna enligt fig 10-12 användes i det illustrerade utförandet i en bränslepatron

Claims

465 192 enligt fig Ä. Vid användning av den i en bränslepatron enligt fig 1 är den försedd med hål, motsvarande hålen 59 i bottenplattorna enligt fig 6-9, för ändpluggar till bränslestavar 10. Sådana hål är inte synliga i det visade tvärsnittet. Det kan vara lämpligt att kombinera användning av de beskrivna botten- plattorna med användning av en separat silanordning med lågt strömnings- motstånd mot vatten för att säkerställa att skräpföremål med olika form uppfångas och hindras att komma in i känsliga delar av bränslepatronen. Användning av en sådan separat silanordning i form av en silplåt 80 är visad med streckade linjer i fig 1. Silplåten kan t ex vara fästad vid ändpluggen 33 som är förlängd med en extra mutter 81. PATENTKRAV

1. Bränslepatron för en kärnreaktor av lättvattentyp, innehållande ett flertal vertikala bränslestavar (10, H2), vilka med inbördes mellanrum i sidled är anordnade mellan en bottenplatta (11, HÄ) och en topplatta (12, 43), varvid bottenplattan är försedd med genomgående hål för ledning av vatten genom bottenplattan och in i mellanrummen mellan bränslestavarna, k ä n n e t e c k n a d av att de genomgående hålen i bottenplattan har delar (50a, 50b, 70a, 70b) vars centrumlinjer är förskjutna i förhållande till varandra i sidled eller bildar vinkel med varandra.

2. Bränslepatron enligt patentkrav 1, i vilken genomgående hål i botten- plattan har delar (50a, 50b) vars centrumlinjer är förskjutna i förhållande till varandra i sidled, k ä n n e t e c k n a d av att en del (50a) av ett genomgående hål på bottenplattans inloppssida (51) för vattnet är gemensam för flera delar (50b) av genomgående hål på plattans utloppssida (52) för vattnet.

3. Bränslepatron enligt patentkrav 1 eller 2, i vilken genomgående hål i bottenplattan har delar (50a, 50b) vars centrumlinjer är förskjutna i för- hållande till varandra i sidled, k ä n n e t e c k n a d av att en del (50a) av ett genomgående hål på bottenplattans inloppssida (51) har ett större tvärsnitt än en del (50b) av ett genomgående hål på bottenplattans utloppssida (52). 465 192

4. 94. Bränslepatron enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att delar (50a) av genomgående hål i bottenplattan är anordnade i öppen förbindelse med åtminstone en kantsida (53) på bottenplattan via tvärgående kanaler (54), vilka vid kantsidan har mynningar (55), som är anordnade i öppen förbindelse med mellanrummen mellan bränslestavarna (10, 42) i samma bränslepatron eller i samma och angränsande bränslepatroner.

5. Bränslepatron enligt något av patentkraven 2-4, k ä n n e t e c k - n a d av att de tvärgående kanalernas (54) mynningar (55) vid botten- plattans kantsida (53) är anordnade i öppen förbindelse med mellanrummen mellan bränslestavarna via vertikala urtagningar (56) i bottenplattans kantsida.

6. Bränslepatron enligt något av patentkraven 2-5, k ä n n e t e c k - n a d av att delar (50a) av samma slag av genomgående hål i bottenplattan är anordnade i öppen förbindelse med varandra via tvärgående kanaler (58).

7. Bränslepatron enligt patentkrav 1, i vilken genomgående hål i botten- plattan har delar (70a, 70b), vars centrumlinjer bildar vinkel med varandra, k ä n n e t e c k n a d av att ett genomgående hål är anordnat med en ficka (71) där en del (70a) övergår i en annan del (70b) av det genomgående hålet.

8. Bränslepatron enligt patentkrav 1 eller 7, i vilken genomgående hål i bottenplattan har delar (70a, 70b), vars centrumlinjer bildar vinkel med varandra, k ä n n e t e c k n a d av att en del (70a), som sträcker sig från en sida (61) av bottenplattan är anordnad i öppen förbindelse med åtminstone två delar (70b) av genomgående hål, som sträcker sig från bottenplattans andra sida (62).