SE516267C2 - Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor - Google Patents

Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor

Info

Publication number
SE516267C2
SE516267C2 SE9402074A SE9402074A SE516267C2 SE 516267 C2 SE516267 C2 SE 516267C2 SE 9402074 A SE9402074 A SE 9402074A SE 9402074 A SE9402074 A SE 9402074A SE 516267 C2 SE516267 C2 SE 516267C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
section
mixing
fuel
flow
coolant
Prior art date
Application number
SE9402074A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9402074D0 (sv
SE9402074L (sv
Inventor
Olov Nylund
Original Assignee
Westinghouse Atom Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Atom Ab filed Critical Westinghouse Atom Ab
Priority to SE9402074A priority Critical patent/SE516267C2/sv
Publication of SE9402074D0 publication Critical patent/SE9402074D0/sv
Priority to ES95922821T priority patent/ES2138216T3/es
Priority to US08/750,587 priority patent/US5778035A/en
Priority to DE69511718T priority patent/DE69511718T2/de
Priority to PCT/SE1995/000635 priority patent/WO1995034898A1/en
Priority to JP50201696A priority patent/JP3690804B2/ja
Priority to EP95922821A priority patent/EP0795177B1/en
Publication of SE9402074L publication Critical patent/SE9402074L/sv
Publication of SE516267C2 publication Critical patent/SE516267C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34Spacer grids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

IOIIII 0 Icon-o längdriktningen. En del bränslepatroner för kokarreaktorer är uppdelade i sä kallade delpatroner. En sädan bränslepatron finns beskriven i den svenska patentskriften med publiceringsnummer 454 822. Mellan delpatronerna är öppningar anordnade sä,att kylmedel kan passera mellan delpatronerna.
En bränslepatron för en kärnreaktor av tryckvattentyp (PWR) har i princip samma uppbyggnad som en bränslepatron för en kärnreaktor av kokarvattentyp (BWR) fränsett att bränslestavarna vanligen inte innesluts av nägon rörformig behällare och att de är fler till antalet.
Vid botten förses varje bränslepatron med väsentligen lika stor mängd kylmedel, men högre upp i härden är det önskvärt att föra över vatten frän mindre belastade omräden till mer belastade omräden i en bränslepatron eller mellan bränslepatroner.
Ju lägre effektuttaget frän en brànslepatron eller en del av en bränslepatron är desto mindre kylning behöver den. Omvänt kan en högre effekt tas ut frän en bränslepatron eller en del av en bränslepatron ju bättre dess kylning är. Ju mer bränslet förbrukas i en bränslepatron desto lägre effekt kan fortsättningsvis tas ut frän bränslepatronen.
Ett sätt att ästadkomma överförsel av kylmedel frän mindre belastade till mer belastade bränsleparoner är angivet i den svenska patentansökan nr 9003330-9. Genom strälningsberoende tillväxt hos flikar anordnade vid spridare i bränslepatronen ökas strypningen successivt under bränslepatronens livscykel. Pä sä sätt förs kylmedel över frän äldre, mindre belastade patroner till nyare, mer belastade patroner. Det är ockä känt att skapa omblandning av kylmedel lokalt mellan intill varandra anordnade bränslestavar. Detta sker medelst blandningsfenor i form av flikar anordnade vid spridarnas nedströms liggande kant varvid flödet avlänkas sä att omblandning sker. Sädana omblandningsflikar finns beskrivna bland annat i US 3,395,077.
UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Uppfinningen avser ett förfarande för att åstadkomma utjämning av kylningen mellan mindre belastade delområden och mer belastade delområden i en bränslepatron eller mellan bränslepatroner i en kärnreaktor av lättvattentyp. Utjåmningen åstadkoms genom omblandning av kylflöde inom ett blandningstvärsnitt innefattande fyra ortogohnalt anordnade delområden. Ett delområde innefattar antingen en bränslepatron för en tryckvattenreaktor, en delpatron för en kokarvattenreaktor eller åtminstone 12 bränslestavar i en bränslepatron för en lättvattenreaktor. Omblandningen medför att kylmedlets temperatur eller ånghalt utjämnas, dvs entalpin i blandningstvärsnittet utjämnas varvid maximal temperatur eller maximal ånghalt hos kylmedlet sänks. Omblandningen åstadkoms med hjälp av spridarna som kan utföras på ett flertal olika sätt, se utföringsexempel.
Beroende på vilken typ av kärnreaktor bränslepatronerna skall användas i ställs lite olika krav. Vissa kärnreaktorer tillåter, i mekaniskt avseende, återinsättning av bränslepatroner vridna i multiplar av 90° relativt det ursprungliga insättningsläget medan andra reaktorer tillåter vridning och återinsättning av bränslepatronerna i multiplar av l80° relativt det ursprungliga insättningsläget. Av administrativa skäl är det dock i många fall önskvärt att återinsätta bränslepatronerna utan någon föregående vridning.
Ett första sätt att åstadkomma omblandning och entalpiutjämning mellan delområden i ett blandningstvärsnitt är att från ett delområde till ett intilliggande delområde överföra kylmedel genom att inom ett enskilt delområde avlänka flödet på ett sådant sätt att kylmedlets flödesriktning in i delområdet i huvudsak skiljer sig 90° från dess flödesriktning ut ur delområdet. Styrorgan är anordnade för flödesstyrningen genom delområdena. Styrorganen i ett delområde är anordnade vridna 90° i förhållande till i motsvarande position anordnade styrorgan i ett intilliggande delområde varvid kylmedlets flödesriktning inom blandningstvärsnittet är en och samma, tex medurs. I Ivølwø O Uno-co 0 0 III ' I II I lb OI 000000 blandningstvärsnittets axiella förlängning bildas således ett skruvfjäderformat kylmedelsflöde.
Ett andra sätt att åstadkomma omblandning och entalpiutjämning är att styra kylmedelsflödet tvärs det enskilda delomràdet. Denna omblandning benämns härefter tvärs- mellan delområden, strömning. De fyra ortogonalt anordnade delomrädena är med avseende på flödesstyrningen, vridna 90° i förhållande till varandra så att kylmedlets flödesriktning i blandningstvärsnittet är riktat ät ett och samma håll, tex medurs.
Ett tredje sätt att åstadkomma omblandning och entalpiutjämning mellan delområden på, är att styra kylmedlet i en i huvudsak diagonal riktning genom de enskilda delomrädena. Denna omblandning benämns härefter diagonalströmning.
Blandningstvärsnittet innefattar i detta fall en tvärsnittsyta som i ett horisontalplan i ett delområde är anordnad på ena sidan av ett diagonalsnitt och tre motsvarande och intill liggande tvärsnittsytor. Blandningstvärsnittet innefattar således fyra diagonalsnitt av delområden som med avseende på flödesstyrningen är vridna 90° i förhållande till varandra och så att kylmedlets strömningsriktning i blandningstvärsnittet blir en och samma. Kylmedlets flödeshastighet i blandningstvärsnittet kan, vid jämförelse med samma delomrädesstorlek, vara lägre i denna utföringsform än i de ovan beskrivna eftersom omblandning sker inom ett mindre tvärsnitt.
Eventuella problem med vibrationer och nötning på grund av tvärströmningar kan undvikas genom att varje enskild spridarcell i spridaren är försedd med åtminstone ett fast stöd orienterat så att den genom cellen löpande bränslestaven trycks mot det eller de fasta stöden av kylmedelsflödet.
Kärnreaktorer av tryckvattentyp som tillåter äterinsättning av bränslepatroner vridna i multiplar av 90° relativt det ursprungliga insättningsläget kräver endast en typ av bränslepatroner. Kärnreaktorer av tryckvattentyp som endast tillåter återinsättning av bränslepatroner vridna i multiplar av O I I III Q I I I I I IIOIIlm. _; O\ ND O\ *J n o I ao n n » o no nå n r I nu so: I I!! n u u 0 I g nu . . OO!! l80° kräver tva typer av bränslepatroner som skiljer sig med avseende pä orienteringen av flödesstyrorganen.
Fördelen med uppfinningen är att bränslepatroner kan belastas högre utan risk för sä kallad filmkokning (DNB=departure from nucleate boiling) eller risk for torrkokning pä bränslestavarnas yta, vilket kan leda till bränsleskador. Uttagen maximieffekt frän en bränslepatron kan i gynnsamma fall ökas med i storleksordningen 15%.
En ytterligare fördel med uppfinningen är att problem med korrosion undviks. Bränslestavar för tryckvattenreaktorer är mycket korrosionskänsliga vid höga temperaturer. Genom omblandningen sänks maximitemperaturen varvid risken för korrosion minskas väsentligt.
Fördelen med uppfinningen är att i det fall blandningstvärsnittet innefattar fyra ortogonalt anordnade bränslepatroner för en tryckvattenreaktor ästadkoms en god omblandning över bränslepatronernas tvärsnitt och de gap som är utbildade mellan bränslepatronerna.
RITNINGSFIGURER Uppfinningen förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningsfigurer.
Figur l visar schematiskt i en vy frän sidan en bränslepatron för en kärnreaktor av kokarvattentyp.
Figur 2 visar schematiskt i en vy frän sidan en bränslepatron för en kärnreaktor av tryckvattentyp.
Figur 3 visar schematiskt omblandning av kylmedelsflöde inom i en grupp om fyra bränslepatroner genom avlänkning av kylmedelsflöde 90° inom en bränslepatron för en tryckvattenreaktor.
Figur 4 Figur 5a Figur 5b Figur 6 Figur 7 Figur 8 Figur 9 Figur 10 Figur lla I IIII II I I III I I I I I I no u ;| nu o: o nosa visar schematiskt omblandning av kylmedelsflöde inom i en grupp om fyra delpatroner genom avlänkning av kylmedelsflöde 90° inom en delpatron för en kokarvattenreaktor. visar i en bränslepatron av kokarvattentyp schematiskt hur omblandning av kylmedelsflöde sker inom en grupp om fyra ortogonalt anordnade delomràden. visar samma sak som figur 5a men delomrádena är definierade att endast omfatta hela bränslestavpositioner. visar i perspektiv en alternativ utföringsform av en spridare för en delpatron till en kokarvattenreaktor och en flödesstyrningsstruktur försedd med flodesstyrorgan och med en ram som i monterat skick sträcker sig uppströms sa att den även omsluter spridaren. visar i en vy ovanifran en spridare med styrorgan för styrning av kylmedelsflöde. visar schematiskt i perspektiv en del av en spridare med styroragn enligt figur 6. visar i ett snitt i en spridarniva schematiskt omblandning av kylmedelsflöde inom en grupp om fyra branslepatroner genom tvärs-strömning. visar en del av en spridare med styrorgan för tvärströmning. visar schematiskt i en vy fràn sidan en brànslepatron med ett flertal spridarnivàer där kylmedlets huvudsakliga flödesriktning i tvá intill varandra liggande spridarnivaer skiljer sig en vinkel 90°. ll II III! I O O ' I 000 0 III 0 0 I 1 r I C I v, g I Il I I I II IO I å 0000 0000 0000 000900 000.nu I . O 000 I , 0 . g 00 0 0000 Figur llb visar snitt A-A i figur lla där det framgår att spridarna är anordnade att växelvis rikta kylmedelsflödet i en första riktning och växelvis i en andra riktning vinkelrät däremot.
Figur 12 visar schematiskt från ovan ett snitt i en spridarnivå i en härd av ett flertal bränslepatroner där omblandning av kylmedelsflöde inom en grupp om fyra bränslepatroner sker genom diagonalströmning.
Figur 13 visar en del av en spridare eller en flödesstyrningsstruktur med styrorgan i form av fenor för styrning av kylmedelsflöde diagonalt genom en bränslepatron.
Figur 14 visar ett alternativt utföringsexempel av en spridare med styrorgan i form av en vinklad flödesstyrningsstruktur för styrning av kylmedelsflöde diagonalt genom en bränslepatron.
Figur 15 visar ytterligare ett alternativt utföringsexempel av en spridare eller en flödesstyrningsstruktur med styrorgan i form av fenor for styrning av kylmedelsflode diagonalt genom en bränslepatron.
UTFÖRINGS EXEMPEL Ur figur 1 framgår en bränslepatron l av kokarvattenreaktortyp (BWR) som innefattar en läng rörformig behållare, med rektangulärt tvärsnitt, benämnd höljerör 2. Höljeröret 2 är öppet i båda ändar, så att det bildas en genomgående strömningspassage, genom vilken reaktorns kylmedel strömmar nedifrån och upp. Bränslepatronen l innefattar ett stort antal likaledes långa rörformiga i ett knippe parallellt anordnade bränslestavar 3, i vilka är anordnade kutsar 4 av nukleärt bränsle. Bränslestavarna 3 sammanhålls upptill av en topplatta 5. och nedtill av en bottenplatta 6. Bränslestavarna 3 hålls 516,26? oss »I , , v O I i IOO I Û 000 ln , g ' o r medelst spridare 7 på avstånd från varandra och hindras från att vån _._. ÜÜÜ.
O ll I. Il I I O I I U I U I ll böja sig eller vibrera då reaktorn är i drift.
Ur figur 2 framgår en bränslepatron l av tryckvattenreaktortyp (PWR) som innefattar ett antal långsträckta rörformiga parallellt anordnade bränslestavar 3 och styrstavsledrör 8. I bränslestavarna 3 är anordnade kutsar 4 av nukleårt bränsle.
Styrstavsledrörenflgksammanhälls upptill av en topplatta 5 och nedtill av en bottenplatta 6. Bränslestavarna 3 hålls medelst spridare 7 på avstånd från varandra.
Ur figur 3 framgår ett blandningstvärsnitt innefattande fyra ortogonalt anordnade delomräden där vardera delområdet motsvaras av en bränslepatron 1. Flödespilar F i figuren 3 visar hur kylmedelsflödet strömmar i blandningstvärsnittet. Omblandning av kylmedelsflödet och temperaturutjämning hos detta inom blandningstvärsnittet ästadkoms genom att kylmedelsflödet inom ett delomräde 1 avlänkas så att kylmedlets flódesriktning in i delområdet l skiljer sig i huvudsak 90° från dess flödesriktning ut ur delområdet 1. Delområdena l är utförda med likadana spridare 7, men spridarna 7 är anordnade vridna 90° i förhållande till varandra och positionerade så att flödesriktningen F blir en och samma inom blandningstvärsnittet.
Ur figur 4 framgår ett blandningstvärsnitt i en bränslepatron 1 för en kokarvattenreaktor innefattande fyra delområden där vardera delområdet motsvarar en delpatron la. Av illustrativa skäl har endast en av delpatronerna la visats med en spridare 7a. Bränslepatronen l innefattar vidare en centralt anordnad vertikal kanal lb som sträcker sig genom hela bränslepatronen vilken kanal lb är fast förbunden med vardera den rörformiga behällarens 2 väggar medelst långsträckta vertikala plåtar 9 så att delområdena la avgränsas från varandra. De vertikala plätarna 9 sträcker sig längs med hela bränslepatronen 1 och har öppningar 10 som tilläter passage av kylmedel mellan delområdena la. Flödespilar F visar kylmedlets strömningsriktning i blandningstvärsnittet som är av samma typ som den i figur 3 visade. 00 00 n 0000 - 516 2e7_ _ 0 O I O I IUI 0 I 0 0 0 I I I vn oo 00 000 0Ic01c 000000 OI j' I 'CIO Ur figur 5a framgär ett blandningstvärsnitt i en bränslepatron 1 för en kokarvattenreaktor. I spridaren 7 är visad en cell 7b vars storlek motsvarar nio spridarceller. Cellen 7b är avsedd att omsluta ett vattenrör. Bränslepatronen 1 är indelad i fyra tänkta i huvudsak lika stora delomräden lc. Cellen 7b för vattenröret kan vara anordnad pä olika positioner beroende pá typ av bränslepatron l, t ex centralt i bränslepatronen 1.
Cellen 7b kan även vara utformad för mottagande av ett cirkulärt vattenrör. Flödespilar F i figuren 5a visar kylmedlets strömningsriktning i blandningstvärsnittet. Omblandning i ett blandningstvärsnitt innefattande en bränslepatron 1 för en tryckvattenreaktor är pä motsvarande sätt indelad i delomräden lc och har en motsvarande kylmedelsstyrning.
Figur 5b visar samma sak som figur 5a men delomrädena lc är definierade att endast omfatta hela bränslestavpositioner. 5b är av sä kallad ägglädestruktur, dvs de innefattar korsvis anordnade pä högkant Spridarna 7, 7a enligt figur 4, 5a, stäende bandelement som bildar fyrkantiga celler genom vilka làngsträckta element löper, t ex styrstavsledrör 8 eller bränslestavar 3. Spridarcellerna i figur 4 är försedda med fasta stöd 7d. De fasta stöden 7d är orienterade sa att ett genom cellen löpande längsträckt element 3, 8 trycks mot ätminstone ett av de fasta stöden 7d i cellen pà grund av kylmedlets strömning.
Ur figur 6 framgär en alternativ utföringsform av en spridare 7a för en delpatron la, en sä kallad hylsspridare som innefattar ett flertal hylsor 7f sammansatta i ett gallerverk där varje hylsa 7f omsluter ett längsträckt element, t ex en bränslestav 3. (En sädan spridare finns beskriven i den svenska patentansökan 9303583-O.) samma utförande även vid bränslepatroner för Denna typ av hylsspridare 7a används i tryckvattenreaktorer. Vidare framgär ur figur 6 en flödesstyrningsstruktur ll innefattande korsvis anordnade pä högkant stäende bandeleement a, b bildande en struktur ll motsvarande en spridare 7, 7a av sä kallad ägglädestruktur.
Flödesstyrningsstrukturen ll är anordnad vid spridarens 7a Oc 'OQO .flšïL I nl I ; n I y I 0 I 00 I 5161 257 oc!! nedströms liggande kant. Flödesstyrningsstrukturen ll är vid sin nedströms liggande kant försedd med flödesstyrorgan 12 för styrning av flödet pä det sätt som anges i figur 3 och 4, dvs avlänkning av flödet i huvudsak 90° inom delomràdet 1, la.
Vidare framgàr det ur figur 6 att flödesstyrningsstrukturen ll och spridaren 7a innefattar en ram 13 vars uppströms liggande kant är försedd med instyrningsnabbar 14 för underlättande av insättning av delpatronerna la i hóljeröret 2. I sammansatt skick är spridaren 7a anordnad innanför ramen 13 med sin övre kant vid den streckade linjen.
Ur figur 7 framgår i en vy frän ovan en spridare 7 med styrorgan 12 anordnade för styrning av kylmedelsflödet pà det sätt som anges i figur 3, dvs avlänkning av flödet F 90° inom delomrädet 1. De flödesstyrande organen 12 kan t ex vara anordnade vid den nedströms liggande kanten hos en spridare 7 av ägglädestruktur.
Spridaren 7 delas i tva delar av en tänkt diagonal 7g i spridarens 7 horisontalplan. Styrorganen 12 riktar kylmedelsflödet F olika pä vardera sidan av den tänkta diagonalen 7g. Vid diagonalen sker den huvudsakliga omlänkningen 90° av kylmedelsflödet F.
I figuren 7 strömmar kylmedelsflödet F in i delomrádet l i en riktning parallell med bandelementen b. Styrorganen 12 sträcker sig uppät frän bandelementet a i spridarcellen och i en riktning parallell med bandelementen b för styrning av det i delomrädet inkommande flödet fram till den tänkta diagonalen 7g. Pa andra sidan av den tänkta diagonalen 7g är styrorganen 12 istället anordnade sa att de sträcker sig uppät fràn bandelementet b i spridarcellen och i en riktning parallell med bandelementen a för styrning av flödet ut ur delomrädet 1 och in i ett intill liggande delomräde 1.
Befintliga flödesstyrande organ 12 för lokal omblandning av kylmedelsflöde F mellan bränslestavar 3 kan riktas om sä att den lokala omblandningen i delomrädet l överlagras pà en global omblandning mellan delomräden 1. Endast nägra fä bränslestavar 3 är symboliskt visade i figuren 7. Styrorganen 12 förses företrädesvis med en mindre vinkel i förhàllande till ett tänkt 516 267 img: : 000000 00 00 horisontalplan ju längre frän spridarens 7 hörn i blandnings- centrum de är anordnade, för kraftigare avlänkning.
Ur figur 8 framgàr schematiskt och i perspektiv en del av en spridare 7 med styrorgan 12 enligt figur 4 eller 7.
Ur figur 9 framgàr en del av en härd i en tryckvattenreaktor med fyra ortogonalt anordnade blandningstvärsnitt, vars respektive blandningscentrum är hänvisade till som M1. Detta sätt att blanda kylmedel mellan delområden 1 bygger pä tvärs-strömning genom dessa. Omblandning inom en bránslepatrongrupp innefattande fyra brànslepatroner l bygger pà att fyra i huvudsak likadana delomräden 1 är anordnade ortogonalt och vridna 90° i förhållande till varandra pä ett sàdant sätt att kylmedelsflödet F förs tvärs genom ett delomrade 1 för att vid överförsel till en intill anordnad patron 1 andra riktning 90° för att föras tvärs genom denna och sä vidare. De enskilda tvärs-strömningarna F resulterar i ett strömningsmönster i en och samma rikning i blandningstvärsnittet indikerat medurs med M1. I det fall ett blandningstvärnitt inneåttar fyra ortogonalt anordnade bränslepatroner 1 för en tryckvattentreaktor kommer mellan fyra ortogonalt anordnade blandningstvärsnitt en strömningsriktning motsatt strömningsriktningen i respektive blandningstvärsnitt att uppstà. Denna är indikerad med M2.
Ur figur 10 framgår en del av en flödesstyrningsstruktur 11 visande en alternativ utföringsform för ästadkommande av tvärs- strömning. I denna utföringsform är övre delen av bandelementen b böjda for styrning av flödet F tvärs ett delomràde 1, la, lc.
Ur figur lla framgar ett delomràde 1 i axiell led där spridarna 7 anordnats växelvis för att pà en spridarnivà styra kylmedelsflödet F tvärs delomrädet 1 i en första riktning och i nästa spridarnivà styra kylmedelsflödet F i en andra riktning som är vinkelrät mot den första riktningen.
Ur figur llb framgär i ett snitt A-A för respektive spridarnivá hur flödet är anordnat att strömma vid de olika spridarnivàerna. 51eï2s7 I I I a I 010010 o c 0 cuoooø Med denna utföringsform åstadkoms i genomsnitt ett strömningsmönster motsvarande det i figur 3 visade.
Ur figur 12 framgår ett snitt av en del av en härd innefattnde ett flertal delområden 1. markerade spridare 7. Omblandning och temperaturutjämning mellan Snittet innefattar schematiskt delområden 1 i en grupp om fyra bränslepatroner 1, åstadkoms genom att kylmedlet styrs i huvudsak diagonalt genom enskilda bränslepatroner 1. Blandningstvärsnittet innefattar i detta fall en tvärsnittsyta ld som i ett horisontalplan genom ett bränslepatron 1 år anordnad på ena sidan av en tänkt diagonal 15 tillsammans med tre motsvarande och intill liggande tvärsnittsytor ld. Spridarna 7 riktar kylmedelsflödet F i huvudsak diagonalt genom det enskilda delområdet 1 och omlänkning av flödet 90° sker i huvudsak då detta förs över från ett delområde 1 till ett annat. Delområdena 1 är likadana men insatta i harden vridna 90° i förhållande till varandra på ett sådant sätt att kylmedelsflödet F inom blandningstvärsnittet är en och samma. Blandningstvärsnittet enligt figur 3 och 9 är således större än blandningstvärsnittet enligt figur 12.
I figur 13 visas ett litet snitt av en spridare 7 eller en flödesstyrningsstruktur 11 med exempel på styrorgan 12 för styrning av kylmedelsflödet F diagonalt genom ett delområde 1.
Den diagonala strömningsriktningen åstadkoms genom att i ena hörnet av en cell som omsluter ett långsträckt element 3 är anordnade styrorgan i form av två flikar 12. Den ena fliken är böjd kring bandelementet a och riktad in mot en i spridarcellen tänkt centrumaxel och den andra är böjd kring bandelementet b på samma sätt som den förra fliken. Kylmedlets F strömningsriktning medför att de långsträckta elementen 3, 8 trycks mot de fasta stöden 7d. I figuren 13 är även indikerade fjädrande stöd 7e vars syfte är att pressa bränslestaven 3 mot de fasta stöden 7d.
I figur 14 visas ett litet snitt av en flödesstyrningsstruktur 11 där varje cell omsluter fyra långsträckta element 3.
Bandelementen a respektive b är anordnade lutande mot varandra åstadkommande en diagonalströmning. Bandelementens a, b övre x .5 -l . m: och å vunu I I I III III I I I I II _67 u I II I II II I kanter år vågformade för undvikande av anliggning mot de långstråckta elementen 3, 8.
Otckàu Ur figur 15 framgår en liten del av en spridare 7 eller en flödesstyrningsstruktur ll vars celler vid ena hörnet försetts med styrorgan 12. Styrorganen 12 år utformade som flikar vikta kring det bandelement a, b vid vilket de år anordnade.
Styrorganen 12 är anordnade att rikta flödet F omväxlande parallellt med bandelementen a och b och diagonalt genom spridaren 7 eller flödesstyrningsstrukturen ll.
Det år också möjligt att trimma om befintliga blandningsfenor för lokal omblandning mellan intill varandra anordnade brånsleatvar 3 så att denna omblandning överlagras på en global omblandning mellan delområden l, la, lc.
Kylmedlets strömningsprinciper, dvs avlänkning i huvudsak 90° inom ett delområde 1, la, lc, tvárströmning och diagonalströmning år tillämpbar vid blandningstvårsnitt innefattande samtliga typer av delområden l, la eller lb. En del strömningsprinciperna är dock av illustrativa skål endast visade i en typ av delområden l, la eller lc. 009000

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 516 267 ”I PAT ENT KRAV
1. Kärnbränslehärd i en tryckvattenreaktor innefattande bränslepatroner (1) i sin tur innefattande en topp- och en bottenplatta (5, 6) och däremellan anordnade längsträckta element (3, 8) och ett flertal spridare (7) för sammanhällande och inbördes fixering av de lángsträckta elementen (3, 8), och ätminstone ett blandningstvärsnitt med ett blandningscentrum, där topp- och bottenplattan (5, 6) är försedda med genomgàende öppningar för passage av kylmedel som strömmar nedifràn och upp genom bränslepatronen (1) och där spridarna är försedda med flödesstyrorgan (12) för styrning av kylmedlet kring nämnda blandningscentrum, där ett blandningstvärsnitt innefattar fyra (l) kânnetecknad av att storleken av ett blandningstvärsnitt ätminstone motsvarar ortogonalt anordnade nämnda bränslepatroner storleken av tvä bränslepatroner (1).
2. Kärnbränslehàrd i en kärnreaktor av kokarvattentyp innefattande bränslepatroner (1), en làngsträckt rörformig behällare (2) omslutande fyra ortogonalt anordnade delpatroner (la) och ett centralt anordnat vertikalt kanalformande organ (8) som är fast förbundet med den rörformiga behàllarens (2) väggar medelst längsträckta vertikala plàtar (9) mellan delpatronerna (la), i de vertikala plätarna (9) är anordnade öppningar (10) för passage av kylmedel mellan delpatronerna (la), där delpatronerna innefattar längsträckta element (3) och ett flertal spridare (7) för sammanhällande och inbördes fixering av de längsträckta elementen (3) kännetecknad av att den innefattar ätminstone ett blandningstvärsnitt med ett blandningscentrum, och av att spridarna (7) är försedda med flödesstyrorgan (12) för styrning av kylmedlet i blandningstvärsnittet kring nämnda blandningscentrum, och av att storleken av blandningstvärsnittet motsvarar storleken av fyra delpatroner (la). 10 15 20 25 30 35 516 267 ~ -- iï ' o. o'
3. Kàrnbränslehärd i en kärnreaktor innefattande bránslepatroner (l) i sin tur innefattande en topp- och en bottenplatta (5, 6) 8) och ett flertal spridare (7) för sammanhållande och inbördes fixering av och däremellan anordnade långsträckta element (3, de långstrackta elementen (3, 8), åtminstone ett blandningstvàrsnitt med ett blandningscentrum, dar storleken av blandningstvársnittet åtminstone motsvarar storleken av en (1), (7) år försedda med flödesstyrorgan (12) för styrning av kylmedlet i brånslepatron kännetecknad av att spridarna blandningstvårsnittet kring nämnda blandningscentrum, och av att (7) är försedda med fasta stöd (7d) orienterade så att de långstràckta elementen (3, 8) i respektive spridarcell spridarna anligger mot åtminstone ett sådant fast stöd (7d) på grund av kylmedlets strömning i blandningstvársnittet.
4. Kárnbränslehard enligt patentkrav 1, 2 eller 3, kännetecknad av att flödesstyrorganen (12) är anordnade att avlånka kylmedlet inom respektive branslepatron (1) eller delpatron (la) i blandningstvärsnittet så att dess huvudsakliga (1, ja) är vriden i huvudsak 90° i förhållande dess flödesriktning ut ur flödesriktning i ett horisontellt snitt in i delområdet bränslepatronen (1) eller delpatronen (la).
5. Kàrnbranslehàrd enligt patentkrav 1 kännetecknad av att flödesstyrorganen (12) år anordnade att, i ett horisontellt snitt, styra kylmedlet att strömma i huvudsak tvärs respektive bränslepatron (1) i blandningstvårsnittet.
6. Kårnbrånslehàrd enligt patentkrav l, kännetecknad av att flödesstyrorganen (12) är anordnade att, i ett horisontellt snitt, styra kylmedlet att strömma i huvudsak diagonalt genom respektive bränslepatron (1) i blandningstvàrsnittet.
7. Kårnbränslehård enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att styrorganen (12) är utformade som fenor sig stràckande från av spridarna (7) innefattade bandelements (a, b), nedströms liggande kanter och är vikta kring dessa kanter. 516 267 " /ø .°
8. Karnbranslehärd enligt nagot av patentkraven l-6, kännetecknad av att styrorganen (12) är utformade som en flödesstyrningsstruktur (ll) innefattande pá högkant stàende korslagda bandelement (a, b) anordnad vid spridarens (7, ¶a) nedströms liggande kant.
9. En kärnbranslehärd enligt patentkrav 8, kännetecknad av att flödesstyrningsstrukturens (ll) nedströms liggande kant är snedstàlld i förhållande till de làngsträckta elementen (3, 8).
SE9402074A 1994-06-13 1994-06-13 Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor SE516267C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9402074A SE516267C2 (sv) 1994-06-13 1994-06-13 Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor
ES95922821T ES2138216T3 (es) 1994-06-13 1995-06-02 Control de circulacion de fluido de refrigeramiento en un reactor nuclear.
US08/750,587 US5778035A (en) 1994-06-13 1995-06-02 Control of coolant flow in a nuclear reactor
DE69511718T DE69511718T2 (de) 1994-06-13 1995-06-02 Regelung des kühlmittelflusses in einem kernreaktor
PCT/SE1995/000635 WO1995034898A1 (en) 1994-06-13 1995-06-02 Control of coolant flow in a nuclear reactor
JP50201696A JP3690804B2 (ja) 1994-06-13 1995-06-02 原子炉における冷却材の制御
EP95922821A EP0795177B1 (en) 1994-06-13 1995-06-02 Control of coolant flow in a nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9402074A SE516267C2 (sv) 1994-06-13 1994-06-13 Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9402074D0 SE9402074D0 (sv) 1994-06-13
SE9402074L SE9402074L (sv) 1995-12-14
SE516267C2 true SE516267C2 (sv) 2001-12-10

Family

ID=20394372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9402074A SE516267C2 (sv) 1994-06-13 1994-06-13 Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5778035A (sv)
EP (1) EP0795177B1 (sv)
JP (1) JP3690804B2 (sv)
DE (1) DE69511718T2 (sv)
ES (1) ES2138216T3 (sv)
SE (1) SE516267C2 (sv)
WO (1) WO1995034898A1 (sv)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE508059C2 (sv) * 1996-06-20 1998-08-17 Asea Atom Ab Kärnbränslepatron uppbyggd av ett flertal på varandra staplade bränsleenheter
SE508106C2 (sv) * 1996-12-20 1998-08-31 Asea Atom Ab Bränslepatron för kokarvattenreaktor innefattande en rotationscell samt en i denna anordnad ångledningskanal
GB9707690D0 (en) * 1997-04-16 1997-06-04 British Nuclear Fuels Plc Improvements in or relating to fuel assemblies
EP1706874B1 (en) * 2004-01-15 2009-12-09 Westinghouse Electric Sweden AB A spacer and a fuel unit for a nuclear plant
DE102004014499B3 (de) * 2004-03-25 2005-09-01 Framatome Anp Gmbh Brennelement für einen Druckwasserkernreaktor
US20100322371A1 (en) * 2005-01-11 2010-12-23 Westinghouse Electric Company Llc Optimized flower tubes and optimized advanced grid configurations
US8374308B2 (en) * 2005-01-11 2013-02-12 Westinghouse Electric Company Llc Helically fluted tubular fuel rod support
US20090135989A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Segmented fuel rod bundle designs using fixed spacer plates
US8116423B2 (en) 2007-12-26 2012-02-14 Thorium Power, Inc. Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly
KR101474864B1 (ko) 2007-12-26 2014-12-19 토륨 파워 인코포레이티드 원자로(대용물), 원자로(대용물)를 위한 드라이버-브리딩 모듈들로 구성된 연료 집합체 및 연료 집합체용 연료 요소
US7781637B2 (en) * 2008-07-30 2010-08-24 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Segmented waste rods for handling nuclear waste and methods of using and fabricating the same
RU2383954C1 (ru) 2008-09-15 2010-03-10 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Перемешивающая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора
JP5642079B2 (ja) * 2008-11-13 2014-12-17 アレヴァ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングAreva GmbH 加圧水形原子炉の燃料集合体
EP2372717B1 (en) 2008-12-25 2016-04-13 Thorium Power, Inc. Fuel assembly for a light-water nuclear reactor and light-water nuclear reactor
US8358733B2 (en) * 2009-08-10 2013-01-22 Westinghouse Electric Company Llc Helically fluted tubular fuel rod support
EP2306464B1 (en) * 2009-09-30 2013-07-24 Areva NP Module for forming a nuclear fuel assembly and nuclear fuel assembly formed of a plurality of such modules
WO2011143172A1 (en) 2010-05-11 2011-11-17 Thorium Power, Inc. Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof
US10170207B2 (en) 2013-05-10 2019-01-01 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US10192644B2 (en) 2010-05-11 2019-01-29 Lightbridge Corporation Fuel assembly
US10535436B2 (en) 2014-01-14 2020-01-14 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Nuclear reactor chimney and method of improving core inlet enthalpy using the same
RU2733201C1 (ru) * 2019-11-14 2020-09-30 Акционерное общество "Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций" (АО "ЭНИЦ") Способ работы тепловыделяющей сборки

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1088022A (en) * 1964-02-13 1967-10-18 Atomic Energy Authority Uk Nuclear fuel assemblies
US3395077A (en) * 1966-05-25 1968-07-30 Westinghouse Electric Corp Fuel assembly for nuclear reactors
US3749640A (en) * 1970-06-02 1973-07-31 United Nuclear Corp Nuclear reactor having improved coolant reflecting arrangement
US3862000A (en) * 1972-08-31 1975-01-21 Exxon Nuclear Co Inc Coolant mixing vanes
SE409258B (sv) * 1977-12-21 1979-08-06 Asea Atom Ab Spridare foer ett flertal i en kaernreaktor vertikalt anordnade braenslestavar
US4666664A (en) * 1982-04-15 1987-05-19 Westinghouse Electric Corp. Coolant flow paths within a nuclear fuel assembly
US4692302A (en) * 1983-12-30 1987-09-08 Westinghouse Electric Corp. Coolant flow mixer grid for a nuclear reactor fuel assembly
SE454822B (sv) * 1986-04-29 1988-05-30 Asea Atom Ab Kernbrenslepatron till en kernreaktor
SE503441C2 (sv) * 1990-10-18 1996-06-17 Asea Atom Ab Förfarande och anordning för reglering av kylflöde i en tryckvattenreaktors bränslepatron
US5339341A (en) * 1993-09-17 1994-08-16 B&W Fuel Company Mid span mixer grid

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10501345A (ja) 1998-02-03
WO1995034898A1 (en) 1995-12-21
EP0795177B1 (en) 1999-08-25
SE9402074D0 (sv) 1994-06-13
ES2138216T3 (es) 2000-01-01
JP3690804B2 (ja) 2005-08-31
US5778035A (en) 1998-07-07
EP0795177A1 (en) 1997-09-17
SE9402074L (sv) 1995-12-14
DE69511718T2 (de) 2000-04-27
DE69511718D1 (de) 1999-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE516267C2 (sv) Styrning av kylflöde över ett stort blandningstvärsnitt i en kärnreaktor
US4692302A (en) Coolant flow mixer grid for a nuclear reactor fuel assembly
US6393087B1 (en) Duct-type spacer grid with swirl flow vanes for nuclear fuel assemblies
ES2251774T3 (es) Conjunto combustible nuclear con paletas de mezclado con equilibrio electrico.
KR920005628B1 (ko) 원자로용 연료 어셈블리
KR20070090825A (ko) 핵연료 집합체용 다가변성으로 이격된 중간유동혼합날개격자
KR100285032B1 (ko) 핵연료 집합체에 사용되는 저압 강하 스페이서
KR100789619B1 (ko) 4 접점 구조 스페이서 격자
US4725403A (en) Box-type flow deflector for nuclear fuel grid
SE420779B (sv) Brenslepatron for en kokarreaktor
KR910007921B1 (ko) 원자로 연료 집합체용 냉각재 흐름 혼합 격자
US4728490A (en) Fuel rod spacer with perimeter scoops for diverting liquid coolant flow
SE509202C2 (sv) Spridare och bränslepatron för en kokarreaktor
JPH05223971A (ja) 噛合い式ストリップから形成された水素化物抵抗性スペーサ
US4818479A (en) Nuclear reactor spacer grid and ductless core component
SE506819C2 (sv) Bränslepatron med topp- och bottenplatta vilka innefattar sidostöd för stödjande av bränslestavar. Bränslepatron där topp- och bottenplattan innefattar blandningsfenor. Bränslepatron där topp- och bottenplattan har ett vågformigt tvärsnitt
US5862196A (en) Fuel assembly and spacer for a nuclear reactor
JPH06507705A (ja) 棒の間に格子構造物を備えた燃料集合体
US20110305311A1 (en) Fuel element for a pressurized-water nuclear reactor
JPS6046671B2 (ja) 原子炉用プレ−ト型式燃料組立体
SE510279C2 (sv) Avlägsningsbara deflektorer för bränsle för kokarvattenreaktorer med ångluftning och dellängdsstavar
US3607637A (en) Nuclear reactor coolant flow device
EP0539867B1 (en) Spacer for a nuclear reactor fuel assembly
JP3977969B2 (ja) 燃料集合体
US6600800B2 (en) Fuel element for a boiling water nuclear reactor

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed