SE469046B

SE469046B - Braenslepatron foer en kaernreaktor av laettvattentyp

Info

Publication number: SE469046B
Application number: SE9100402A
Authority: SE
Inventors: O Nylund
Original assignee: Asea Atom Ab
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1993-05-03
Also published as: SE9100402L; US5230861A; ES2036955B1; JPH0560889A; DE4203662A1; SE9100402D0; ES2036955A1

Description

469 G46 i 2 vilken den är placerad. De horisontella kanalerna är vid_kantsidor på bottenplattan företrädesvis anordnade i öppen förbindelse med mellanrummen mellan bränslestavarna, men det är i och för sig möjligt att de horison- tella kanalerna är stängda vid sina ändar.

Horisontella kanaler med spiralfjädrar kan enligt en föredragen utförings- form av uppfinningen vara anordnade på olika nivåer i bottenplattan. Före- trädesvis är därvid horisontella kanaler med spiralfjädrar anordnade i en riktning på en nivå i bottenplattan och i en däremot vinkelrät riktning på en annan nivå i bottenplattan. Bottenplattan kan även vara försedd med spiralfjäderfria kanaler, vilka då företrädesvis är anordnade på en annan nivå än de kanaler, som innehåller spiralfjädrar.

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 1 och i modifierad form för en bränslepatron enligt fig 4 i större skala, fig 7 samma bottenplatta i sidovy, fig 8 i vy ovanifrån en bottenplatta för en annan bränslepatron enligt uppfinningen, fig 9 samma bottenplatta i sidovy samt fig 10 en detalj i en utföringsform av en bottenplatta till en bränslepatron enligt uppfinningen.

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 Ä 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- 3 469 046 organet 7 är fastsvetsat vid höljerörets fyra väggar la, lb, 1c 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 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. 469 046 ' 4 Bottenplattan enligt fig 6 och 7 har genomgående vertikala kanaler 50 för ledning av vatten genom bottenplattan, ett antal horisontella kanaler 51 på en första nivå, ett antal horisontella kanaler 52 på en andra nivå, samt ett antal horisontella kanaler 53 på en tredje nivå. De horisontella kana- lerna 51, 52 och 53 genomkorsar de vertikala kanalerna 50 och är på varje nivå anordnade i två mot varandra vinkelräta riktningar, som också är vinkelräta mot bottenplattans kantsidor 54. Var och en av kanalerna 51, 52 och 53 sträcker sig mellan två motstående kantsidor på bottenplattan. De horisontella kanalerna är via sina mynningar 55 anordnade i öppen för- bindelse 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 kantsidor 5H. 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 Ä och kantsidorna 5Ä mot höljedelen 1, vilket medför att vattnet som passerat genom mynningarna 55 går upp till utrymmet mellan bränslestavarna 10. Vattnet som passerar kana- lerna 50 går också upp till utrymmet mellan bränslestavarna 10. Hålen för bränslestavarnas ändtappar 33 i bottenplattan är betecknade 59. Då botten- plattan enligt fig 6 och 7 användes i en bränslepatron i en tryckvatten- reaktor, t ex den i fig 4 visade bränslepatronen, saknar bottenplattan hål 59 för bränslestavar och anligger kantsidan 54 mot en kantsida i en annan bränslepatron av samma slag. Urtagningarna 56 sträcker sig inte heller ända ned till nedre kanten på kantsidan 5Ä utan två närbelägna bottenplattor anligger mot varandra utefter 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.

I de överst i bottenplattan belägna horisontella kanaler 51, som är riktade åt samma håll, är i enlighet med den föreliggande uppfinningen spiralfjäd- rar 61 anordnade med sin symmetriaxel i horisontell riktning. De sträcker sig längs en horisontell kanals hela längd. På analogt sätt är spiralfjäd- rar 62 anordnade i de på närmast lägre nivå belägna horisontella kanalerna 52, men i en riktning som är vinkelrät mot den riktning i vilken spiral- fjädrarna 61 är anordnade. Det är i och för sig möjligt att anordna spiral- fjädrarna 61 och 62 i samma riktning men infångningseffekten för skräp blir större, om spiralfjädrarna är anordnade i mot varandra vinkelräta rikt- 469 046 ningar på de två nivåerna. De på den lägsta nivån belägna kanalerna 53 innehåller inga spiralfjädrar för att säkerställa en effektiv funktion hos bottenplattan genom redundant flöde även vid en kraftig ansamling av skräp i de övre kanalerna.

Den i fig 8 och 9 exemplifierade bottenplattan är avsedd för en bränsle- patron med sexton bränslestavar. Den fungerar i en sådan bränslepatron på samma sätt som den i fig 6 och 7 illustrerade bottenplattan fungerar i en bränslepatron med tjugofem bränslestavar. Beteckningarna från fig 6 och 7 har bibehållits i fig 8 och 9 för varandra motsvarande detaljer i de båda figurerna. Bottenplattan i fig 8 och 9 innehåller horisontella kanaler 51 och 53 på två nivåer. I kanalerna 51 på den översta nivån är spiralfjädrar 61 anordnade i de kanaler som sträcker sig i samma riktning mellan två motstående kantsidor men inte i de kanaler, som sträcker sig vinkelrätt däremot. De på den lägsta nivån anordnade kanalerna innehåller inga spiral- fjädrar av skäl som angivits i anslutning till beskrivning av fig 6 och 7.

Bottenplattan enligt fig 8 och 9 är försedd med genomgående slitsar 63 för ändtappar för bärande bränslestavar.

Det är möjligt att med åstadkommande av en effektiv infångningseffekt för skräp anordna horisontella kanaler med spiralfjädrar enbart på en nivå utan att, såsom fallet är i utföringsformen enligt fig 8 och 9, samtidigt anordna horisontella kanaler utan spiralfjädrar på en lägre nivå. Skräp som följer med vattnet genom de horisontella kanalerna 51, 52 och 53 fastnar i all väsentlig utsträckning i spalterna 56 vid bottenplattans kantsidor.

En spiralfjäder, som i enlighet med den föreliggande uppfinningen, är anordnad tvärs vattenflödet genom bottenplattan ger en måttlig tryckfalls- ökning i förhållande till projicerad yta eftersom strypningen fördelas axiellt i den vertikala kanalen. Spiralfjädern får en mycket god mekanisk uppstyrning i den horisontella kanalen, varför någon låsning i kanalen normalt inte krävs. Eventuellt infångat skräp kan vid inspektion observeras t ex genom genomlysning av de horisontella kanalerna.

Spiralfjädrarna kan såsom illustreras i fig 10 utnyttjas för låsning av bärande bränslestavar och spridarhållarstavar i bränslepatronerna för en kokarvattenreaktor. Stavens ändtapp 65 förses därvid med härför anpassade horisontella spår eller midjor 6H. I sådant fall kan det vara fördelaktigt att tillverka spiralfjädern genom laserskärning av ett rör, som lämnas helt

Claims

469 046 6 i låspositionerna eller anordnas med en slits, så att det fungerar som en fjädrande rörpinne. I bränslepatroner för en tryckvattenreaktor kan spiralfjädrarna på analogt sätt användas för låsning av ledrören för styrstavspinnar. PATENTKRAV

1. Bränslepatron för en kärnreaktor av lättvattentyp, innehållande ett flertal vertikala bränslestavar (10, 42) vilka med inbördes mellanrum i sidled är anordnade mellan en bottenplatta (11, 44) och en topplatta (12, 43), varvid bottenplattan är försedd med genomgående, vertikala kanaler (50) 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 bottenplattan även är försedd med horisontella kanaler (51, 52), vilka genomkorsar de vertikala kanalerna och i vilka spiralfjädrar (61, 62) med horisontell symmetriaxel är anordnade åtminstone där de horisontella kanalerna korsar de vertikala kanalerna.

2. Bränslepatron enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattan (11, 44) är försedd med horisontella kanaler (51, 52), i vilka spiralfjädrar (61, 62) är anordnade att sträcka sig längs åtminstone i huvudsak hela längden på de horisontella kanalerna.

3. Bränslepatron enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattan (11, 44) är försedd med horisontella kanaler (51, 52) med däri anordnade spiralfjädrar (61, 62) på åtminstone två olika nivåer i bottenplattan.

4. Bränslepatron enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d av att de horisontella kanalerna (51, 52) med däri anordnade spiralfjädrar (61, 62) är anordnade i en riktning på en nivå i bottenplattan (11, 44) och i en däremot vinkelrät riktning i en annan nivå i bottenplattan.

5. Bränslepatron enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k - n a d av att bottenplattan (11, 44) är försedd med horisontella spiral- fjäderfria kanaler (53), vilka genomkorsar de vertikala kanalerna (50). 'x 469 046

6. Bränslepatron enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k - n a d av att bottenplattan (11, 44) är försedd med horisontella kanaler (51, 52, 53), vilka vid kantsidor (5Ä) på bottenplattan är anordnade i öppen förbindelse med mellanrummen mellan bränslestavarna.

7. Bränslepatron för en kokarvattenreaktor enligt något av patentkraven l-6, k ä n n e t e c k n a d av att den är försedd med horisontella kanaler (51, 52) med däri anordnade spiralfjädrar (61, 62), vilka är anordnade att låsa bärande bränslestavar och/eller spridarhållarstavar genom att de är anordnade att sträcka sig genom horisontella spår (64) i stavarnas ändtappar (65).