SE521865C2 - Bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor - Google Patents

Description

« » ~ ~ t. lO 521 865 Upptill i bränslepatronen har vattnet därför uppvärmts i högre utsträckning. Detta medför att andelen ånga är större upptill i bränslepatronen än nedtill. Eftersom ånga har en relativt låg densitet är ångan i bränslepatronens övre del en sämre moderator än vattnet nedtill i bränslepatronen. Vi- dare gäller att kallt vatten är en bättre moderator än varmt vatten. Detta innebär att den största modereringen erhålls när reaktorn är avställd, dvs när den är kall. En reaktors reaktivitet beror på mängden kärnbränslematerial och på mängden moderator. Reaktiviteten i en kall reaktor är därmed högre än reaktiviteten i en varm reaktor. Av säkerhetsskäl finns uppställda krav på en högsta tillåten reaktivitet då reaktorn är avställd. Det strävas således efter att reaktorn har en så hög reaktivitet som nbjligt när reaktorn är i drift samtidigt som reaktiviteten ej får vara för hög när reaktorn är avställd. Ett ytterligare krav är att kylningen av bränslestavarna är tillräcklig så att inte s k torrkok- ning uppstår. Torrkokning innebär att den vattenfilnl som finns på bränslestavarnas yta försvinner eller bryts sönder i begränsade områden. Detta leder till lokalt försämrad vär- meövergång mellan bränslestaven och det genom bränslepatro- nen strömmande vattnet. Detta leder i sin tur till förhöjd väggtemperatur hos bränslestavarna. Den förhöjda väggtempe- raturen kan leda till att allvarliga skador uppträder på bränslestaven.

Det bör även nämnas att vattnet inte enbart har en modere- rande funktion. Vattnet fungerar nämligen också som en neu- tronabsorbator. I detta sammanhang används ofta uttrycket övermoderering. Därmed avses att vattnets absorberande funk- tion dominerar över dess modererande funktion. En sådan övermoderering leder således till sänkt reaktivitet. Detta gör emellertid att kravet på en högsta tillåten reaktivitet då reaktorn är avställd. lättare uppfylls own vattenmängden medför övermoderering. 521 865 För att uppfylla de olika säkerhetskraven, för att uppnå tillräcklig kylning av bränslestavarna och för att samtidigt erhålla en hög reaktivitet vid drift har ett stort antal olika tekniska lösningar föreslagits.

Den publicerade svenska patentansökan nr 95016275 befattar sig främst med problemet att säkerställa en tillräckligt låg reaktivitet då reaktorn är avställd, samtidigt som hög reak- tivitet ernås när reaktorn är i drift. Enligt denna skrift eftersträvas således en övermoderering när reaktorn är av- ställd samtidigt som denna övermoderering undvikes när reak- torn är varm. Det är vanligt att en bränslepatron har en centralt placerad vattenkanal genom vilken icke kokande vat- ten strömmar uppåt genom bränslepatronen. Nämnda svenska pa- tentansökan avser denna typ av bränslepatron. Som lösning på det nämnda problemet föreslås i denna patentansökan att ett antal kortare bränslestavar, s k dellånga stavar, anordnas närmast den centrala vattenkanalen i bränslepatronen. Dessa stavar når inte lika högt upp i bränslepatronen som de andra bränslestavarna som är anordnade runtonx de dellånga sta- varna. På så vis bildas upptill i bränslepatronen ett cent- Detta leder när reaktorn är kall, ralt stort sammanhängande vattenfyllt område. till att bränslepatronen, är starkt övermodererad. När reaktorn är varm är emellertid andelen ånga stor i överdelen. Därmed försvinner övermodereringen.

På så sätt uppnås en hög reaktivitet när reaktorn är varm samtidigt som. tillräckligt låg reaktivitet föreligger när reaktorn är avställd.

SE-B-470 485 befattar sig främst med problemet att undvika torrkokning samtidigt som hög effekt ernås. Detta problem löses enligt nämnda skrift genonl en relativt komplicerad fördelning av anrikningen av kärnbränslematerialet. Anrik- ningen beror således på bränslestavens position i bränslepa- tronen och anrikningen varierar också utmed bränslestavens 521 865 längdriktning. Denna patentskrift nämner inte möjligheten av att anordna s k dellånga stavar i bränslepatronen.

SE-C2-505 739 beskriver en bränslepatron med ett antal s k dellånga bränslestavar och ett antal bränslestavar av full längd, s 1< hellånga bränslestavar. Patentskriften befattar sig främst med problemet att undvika risken för torrkokning.

Detta uppnås enligt patentskriften genom att flödet av kyl- medel minskas lokalt längs de dellånga bränslestavarna.

Detta uppnås genom att flödeshindrande organ är anordnade i bränslepatronens undre del i området kring de dellånga bränslestavarna.

US-A~5 202 085 visar att modereringen i en bränslepatrons övre del kan ökas genom att vattenkanalen, genom vilken icke kokande vatten strömmar, är bredare upptill i bränslepatro- nen än nedtill. Dellånga bränslestavar är anordnade intill nämnda vattenkanals nedre del. De dellånga stavarna har låg anrikning av kärnbränslematerial.

De ovan nämnda skrifterna löser de olika problemen som nämnts i samband med en bränslepatron för en nukleär reaktor genonl olika mer eller mindre komplicerade konstruktioner.

Det finns därför utrymme för att förbättra och förenkla en bränslepatron som uppfyller de ställda kraven.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en bränslepatron som med relativt enkla medel möjliggör uppnå- ende av en hög reaktivitet när den används i drift samtidigt som risken för torrkokning är minimerad och samtidigt som reaktiviteten är tillräckligt låg när reaktorn är avställd, dvs en god avställningsmarginal föreligger. . . . » ~«. 521 865 =ÉÉ= Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att minska ris- ken för torrkokning' i en reaktor som. innefattar dellånga bränslestavar.

Dessa ändamål uppnås med den inledningsvis angivna bränsle- patronen som kännetecknas av att åtminstone en del av de hellånga bränslestavar, son1 är anordnade närmast dellånga bränslestavar, innehåller kärnbränslematerial med en genom- snittlig anrikning i bränslestavens övre del som är lägre än en genomsnittlig anrikning i. bränslestavens nedre del. De hellånga bränslestavar som är anordnade närmast de dellånga bränslestavarna benämns hädanefter även grannstavarna. Ef- tersom de dellånga stavarna ej når så högt upp i bränslepa- tronen finns det ovanför dessa dellånga stavar ett större utrymme med vatten eller vattenånga. Detta betyder att det finns, relativt sett, ganska mycket vatten nära överdelen av grannstavarna. Dessa grannstavär får således en mycket god moderering i överdelen. Detta medför en effektökning. Ef- fektökningen medför att risken för torrkokning ökar. Denna risk motverkas således enligt uppfinningen genom att anrik- ningen har sänkts i grannstavarnas övre del. Därvid sänks nämligen effekten i bränslestavarnas övre del vilket medför mindre risk för torrkokning.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar bränsle- patronen åtminstone en väsentligen vertikalt anordnad vat- tenkanal genom vilken icke kokande vatten är avsett att strömma nedifrån och upp, varvid åtminstone ett antal av de dellånga stavarna är anordnade intill nämnda kanal. Med or- det ”intill” avses här att det inte finns några stavar som är anordnade mellan de nämnda dellånga stavarna och vatten- kanalen. Därmed bildas ett större sammanhängande vattenfyllt område av utrymmet ovanför de dellånga bränslestavarna och av den intilliggande vattenkanalen. På så sätt ernås en övermoderering när reaktorn är kall, samtidigt som hög reak- tivitet kan föreligga då reaktorn är varm. Genom att del- .-.~. 521 865 _f=.=fÉ2fÄIï.§:'; 'i långa stavar är anordnade intill vattenkanalen säkerställs således att reaktiviteten inte är för hög i en avställd re- aktor. Det vill säga en förbättrad s k avställningsmarginal ernàs därmed. Idén att anordna dellànga stavar intill vat- tenkanalen är i sig känd från den nämnda publicerade svenska patentansökningen nr 95016275.

Genom en fördelaktig utföringsform av uppfinningen har nämnda vattenkanal en horisontell tvärsnittsarea som är vä- sentligen konstant utmed vattenkanalens längd. Genom att tvärsnittsarean är väsentligen konstant kan nämnda vattenka- nal tillverkas på. ett relativt enkelt sätt samtidigt som vattenkanalen uppvisar goda strömningsegenskaper.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen har nämnda vattenkanal en horisontell tvärsnittsarena som är större i övre delen av vattenkanalen än i dess nedre del, varvid del- långa bränslestavar är anordnade närmast den nedre delen av vattenkanalen. Genom att vattenkanalen är bredare upptill, så ökas andelen icke kokande vatten upptill. Därmed förbätt- ras modereringen i den övre delen av bränslepatronen.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är nämnda vat- tenkanal anordnad centralt i bränslepatronen. Detta medger en symmetrisk konstruktion av bränslepatronen.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefat- tar bränslepatronen åtminstone två vertikalt anordnade vat- tenkanaler genon1 vilka icke kokande vatten är avsett att strömma nedifrån och upp. Genom att ha flera sådana vatten- kanaler kan modereringen ökas i olika delar av bränslepatro- nen .

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är förhållandet mellan nämnda genomsnittliga anrikning i bränslestavens övre del och nämnda genomsnittliga anrikning i bränslestavens 521 865 nedre del mellan 0,75 och 0,95, företrädesvis mellan 0,8 och 0,9. Det har visat sig att genom ett sådant förhållande upp- nås hög reaktivitet samtidigt som risken för torrkokning är låg.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är den genomsnittliga anrikningen i den övre delen av sådana hel- långa bränslestavar som inte är anordnade närmast de del- långa bränslestavarna högre än den genomsnittliga anrik- ningen i den övre delen av sådana hellånga bränslestavar som är anordnade närmast dellånga bränslestavar. De hellånga bränslestavar som inte är anordnade närmast dellånga bräns- lestavar får en sämre moderering än de hellånga bränslesta- var som är anordnade närmast dellånga bränslestavar. Därför kan tillåtas att anrikningen i sådana hellånga bränslestavar som inte är anordnade närmast dellånga bränslestavar är högre än i de andra hellånga bränslestavarna. Därmed uppnås en hög effekt utan att öka risken för torrkokning.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen när åtminstone en del av de dellånga stavarna upp till mellan 50% och 85% av de hellånga stavarnas längd. En sådan längd av de del- långa stavarna har visat sig fördelaktig för att uppnå olika önskvärda egenskaper hos bränslepatronen, dvs egenskaper så- som exempelvis hög effekt, god avställningsmarginal och låg risk för torrkokning. Enligt en fördelaktig utföringsform har samtliga dellånga stavar samma längd. Enligt en annan fördelaktig utföringsform finns dellånga stavar av olika längder. Därvid kan företrädesvis en del av de dellånga sta- varna nå upp till mellan 30% och 40% av de hellånga stavar- nas längd och en del av de dellånga stavarna nå upp till mellan 50% och 85% av de hellånga stavarnas längd. Exempel- vis kan åtta dellånga stavar nå upp till ungefär 2/3 av de hellånga stavarnas längd och 4 dellånga stavar nå upp till ungefär l/3 av del dellånga stavarnas längd. 521 365 52:13; _ F11: KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning ska nu förklaras med hjälp av såsom exempel beskrivna utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig 1 visar schematiskt en snittvy av en bränslepatron genom linjen A-A i figurerna 2-5.

Fig 2 visar bränslepatronen i Fig l j_ en vy vinkelrät mot ett horisontalplan genom linjen B-B i Fig l.

Fig 3 visar ett alternativt utförande av bränslepatronen genom ett liknande tvärsnitt som i Fig 2.

Fig 4 visar ett liknande tvärsnitt av ett alternativt utförande av bränslepatronen.

Fig 5 visar också ett liknande tvärsnitt av ett alterna- tivt utförande av bränslepatronen.

Fig 6 visar ett vertikalsnitt av ett alternativt ut- förande av en bränslepatron.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Uppfinningen beskrivs nu närmast med hjälp av Fig 1 och Fig 2. Figurerna visar en bränslepatron 1. Bränslepatronen inne- fattar ett höljerör 2. Ett höljerör benämns också boxvägg. I Bb, 3c an- Bränslestavarna 3 är vanligtvis anordnade paral- bränslepatronen l är ett antal bränslestavar 3a, ordnade. lellt med varandra och sträcker sig i vertikal riktning. Det bör dock påpekas att bränslestavarna 3 inte nödvändigtvis måste vara anordnade vertikalt och parallellt med varandra.

Det förekommer även utföringsformer där bränslestavarna 3 har en viss lutning, exempelvis för att uppnå önskad avled- ning av kylvatten. Bränslestavarna 3 innehåller kutsar 4 av kärnbränslematerial, vanligtvis i form av urandioxid. Bräns- lestavarna 3 hålls på plats med hjälp av en topplatta 5 och en bottenplatta 6. I bränslepatronen l finns ett antal spri- 521 865 ffïflfifjiflfilzgíf; dare 7 anordnade. Spridarna 7 har bl a funktionen att hålla bränslestavarna 3 på bestämda avstånd från varandra. Det kan också i detta sammanhang nämnas att det finns bränslepatro- ner där bränslestavarna hålls på plats enbart med hjälp av spridare. Sådana bränslepatroner har således ingen topplatta och bottenplatta med samma funktion som enligt den visade utföringsformen.

Vid drift i en nukleär reaktor strömmar ett kylmedel, van- ligtvis vatten, genom bränslepatronen 1 nedifrån och uppåt.

Vattnet uppvärms av bränslestavarna 3 och i överdelen av bränslepatronen l föreligger således en stor del vattenånga.

Bränslepatronen. l innefattar också en vattenkanal. 8 genom vilken icke kokande vatten strömmar uppåt genom bränslepa- tronen l. I den visade utföringsformen har vattenkanalen 8 ett fyrkantigt tvärsnitt. I den visade utföringsformen finns dessutom fyra ytterligare vattenkanaler lla. Dessa ytterli- gare vattenkanaler lla fungerar dessutom som stödorgan och är fästa vid höljeröret 2. Väggen på vattenkanalen 8 är be- tecknad med llb.

Flertalet av bränslestavarna 3 är i det visade utföringsex- emplet s k hellånga bränslestavar 3a, 3c. Detta innebär att de sträcker sig genom en större del av bränslepatronen l.

Bränslepatronen l innefattar också ett antal dellånga bräns- lestavar 3b. De dellånga bränslestavarna 3b sträcker sig vä- sentligen från samma nivå i en nedre del av bränslepatronen l varifrån de hellånga bränslestavarna 3a, 3c sträcker sig.

De dellånga bränslestavarna 3b når emellertid ej lika högt upp i bränslepatronen l som de hellånga bränslestavarna 3a, 3c. De dellånga bränslestavarna 3b når lämpligtvis upp till mellan 50% och 85% av de hellånga bränslestavarnas 3a, 3c längd. Enligt en fördelaktig utföringsform når de dellånga bränslestavarna 3b upp till mellan 60% och 70% av de hel- långa bränslestavarnas 3a, 3c längd, företrädesvis upp till 2/3. I den visade utföringsformen är de dellånga bränslesta- 521 865 varna 3b anordnade närmast vattenkanalen 8. Ovanför de del- långa bränslestavarna 3b kan således kylvatten strömma. Ut- rymmet ovanför de dellånga bränslestavarna 3b bildar således tillsammans med det intilliggande utrymmet i vattenkanalen 8 ett relativt stort område. Detta område är i Fig l betecknat med l3 och i Fig 2 med l3a. När reaktorn är avställd, dvs när den är kall, är utrymmet l3, l3a vattenfyllt. Detta ger en stor övermoderering j. bränslepatronens l övre del och därmed erhålls en god avställningsmarginal. Också när reak- torn är i drift, dvs när den är varm, finns det mera modera- tor i denna centrala del l3, l3a av bränslepatronen l än i den del av bränslepatronen l som ligger utanför den centrala delen l3, l3a.

De hellånga bränslestavar som är anordnade närmast de del- långa bränslestavarna 3b är betecknade med 3c. Dessa hel- långa bränslestavar 3c benämns här nedan också grannstavar 3c. I överdelen av bränslepatronen l bildas vid drift, som tidigare nämnts, en hel del vattenånga. Dock finns i vatten- kanalen 8 icke kokande vatten. I och med att mängden modera- tor är relativt sett hög nära grannstavarna 3c erhåller dessa bränslestavar 3c en mycket god moderering. Detta inne- bär att en relativt sett hög effekt uppnås i överdelen av grannstavarna 3c. Eftersom effekten är hög ökar också risken för torrkokning. Enligt föreliggande uppfinning sänks därför anrikningen i överdelen av grannstavarna 3c, så att den ge- nomsnittliga anrikningen i grannstavarnas 3c övre del är lägre än den genomsnittliga anrikningen i dessa bränslesta- vars 3c nedre del. Därmed motverkas effektökningen i grann- stavarnas 3c övre del, vilket minskar risken för torrkok- ning. Med ”övre del” menas den del av grannstaven 3c som ligger ovanför den nivå där de närmast anordnade dellånga stavarna 3b slutar. Anrikningen i nämnda övre del uppgår lämpligen till i genomsnitt mellan 75% och 95% av anrik- ningen i bränslestavens 3c nedre del. Företrädesvis uppgår denna andel till mellan 80% och 90%. Det bör i detta samman- »-.».. lO 521 865 ll hang noteras att vanligen innehåller bränslestavarna 3 2æU som fissilt material. Med anrikning menas då viktförhållan- det "SU / (mv + mo). En ligger på i storleksordningen 5%. De hellånga bränslestavar vanligt förekommande anrikning 3a som befinner sig längre bort från vattenkanalen 8 modere- ras inte lika starkt sonx de hellånga bränslestavarna 3c.

Därför sker inte motsvarande effektökning i bränslestavarna 3a. Bränslestavarna 3c fungerar nämligen som en skärm för bränslestavarna 3a, dvs neutroner absorberas till viss del av bränslestavarna 3c och hindras därför att nå bränslesta- varna 3a. Risken för torrkokning är således inte lika stor i bränslestavarna 3a som i bränslestavarna 3c. För att uppnå hög effekt vid drift är därför lämpligen den genomsnittliga anrikningen i den övre delen av bränslestavarna 3a högre än delen av den genomsnittliga anrikningen i den övre bränslestavarna 3c. Det bör dock noteras att anrikningen inte behöver vara konstant i. några av bränslestavarna 3.

Fördelen med en varierande anrikning har beskrivits i den SE-B-470485. överdelen i samtliga bränslestavar 3c vara lika. Anrikningen nämnda Dessutom behöver inte anrikningen i kan istället anpassas till den effektökning som uppstår i var och en av bränslestavarna 3c. Det har visat sig att för den typ av bränslepatron som visas i Fig l och 2 kan (om anrikningen är konstant utmed hela bränslestaven 3c) en ef- fektökning av omkring 10% uppstå i överdelen av grannsta- varna 3c. För att motverka en sådan effektökning kan de ovan angivna anrikningsgraderna anses lämpliga. Det kan också noteras att det är lämpligt att den lägre _anrikningen i grannstavarna 3c påbörjas på ungefär den nivå där de del- långa bränslestavarna Bb slutar. Den lninskade anrikningen kan också påbörjas något lägre än vid denna nivå, men den bör ej påbörjas mycket över denna nivå.

Utföringsformen enligt Fig 3 liknar den enligt Fig l och 2.

Dock skiljer sig utföringsformen enligt Fig 3 därigenom att det finns ytterligare fyra dellånga bränslestavar 3b. Det 521 865 12 centrala relativt stora vattenfyllda området är i Fig 3 be- tecknat med 13b. Grannstavarna är även i denna figur marke- rade med 3c. Det bör noteras att de grannstavar 3c som be- finner sig längst ut i hörnen av den kvadratiska formationen av grannstavar 3c erhåller en något sämre moderering än öv- riga grannstavar 3c, eftersom de befinner sig längre från vattenkanalen 8 och eftersom de delvis skärmas av de intill- liggande grannstavarna 3c. Anrikningen i överdelen av dessa grannstavar 3c som befinner sig i hörnen behöver därför ej sänkas till samma grad som anrikningen i överdelen av de grannstavar 3c som inte befinner sig i hörnen.

Fig 4 visar ytterligare en utföringsforn1 av uppfinningen.

Enligt denna utföringsfornx är vattenkanalen betecknad, med , och vattenkanalens 10 vägg är betecknad med 14. Det cen- trala relativt stora vattenfyllda området är betecknat med l3c. Vattenkanalen 10 har i detta fall ett cirkulärt tvär- snitt. De dellànga bränslestavarna är även i denna Fig be- tecknade med 3b och grannstavarna är betecknade med 3c. Även enligt denna utföringsform har således överdelen av åtmin- stone en del av grannstavarna 3c en lägre anrikning än un- derdelen av dessa stavar 3c.

Fig 5 visar ytterligare en utföringsfornl av uppfinningen.

Det centrala relativt här med 13d. formen enligt Fig 4 främst därigenom att det finns fler del- stora vattenfyllda området betecknas Denna utföringsform skiljer sig från utförings- långa stavar 3b. Grannstavarna 3c har även enligt denna ut- föringsform en lägre anrikning i sin övre del än i sin undre del.

Fig 6 visar ytterligare en utföringsform av en bränslepatron enligt uppfinningen. Enligt denna utföringsform är vattenka- nalen 10 vidare upptill än nedtill. Dellånga bränslestavar 3b är anordnade närmast den nedre delen av vattenkanalen 10.

Grannstavarna 3c erhåller enligt denna utföringsform en spe- l0 521 365 t; 13 ciellt god moderering eftersom det finns relativt mycket icke kokande vatten nära dessa grannstavar 3c. Också enligt denna utföringsform sänks därför anrikningen i grannstavar- nas 3c övre del. Liksom i de tidigare utföringsformerna är anrikningen lämpligen lägre från den nivå där de dellånga bränslestavarna 3b slutar och uppåt. Eftersom. det enligt denna utföringsform finns relativt mycket moderator nära övre delen av grannstavarna 3c sänks lämpligen anrikningen I utfö- ringsformerna enligt Fig 1-5 är således vattenkanalens 8, 10 något mer jämfört med de tidigare utföringsformerna. tvärsnittsarea väsentligen konstant utmed vattenkanalens 8, längd. tenkanalens 10 tvärsnittsarea större i övre delen av vatten- I utföringsformen enligt Fig 6 är emellertid vat- kanalen 10 än i dess nedre del. En fördel med utföringsfor- men enligt Fig 6 är som sagt en bättre moderering i överde- len av bränslepatronen 1. En nackdel med denna utföringsform är emellertid att vattenkanalens 10 större tvärsnittsarea i den övre delen av bränslepatronen 1 medför ett ökat tryck- fall i bränslepatronens 1 övre del.

I de visade utföringsformerna finns endast en större vatten- kanal 8, 10 centralt placerad i. bränslepatronen. Dessutom finns i utföringsformen enligt Pig 1-3 mindre vattenkanaler lla. vattenkanaler 8, Det är emellertid även möjligt att anordna flera större på skilda positioner i en bränslepatron.

Dellånga bränslestavar kan i en sådan bränslepatron lämpli- Därmed bildas intill de Det bör också noteras att dellånga stavar gen anordnas intill varje större vattenkanal. flera grupper av grannstavar belägna dellånga bränslestavarna. inte nödvändigtvis är anordnade intill en vattenkanal. Det kan också tänkas att dellånga stavar är anordnade på skilda positioner utspridda över bränslepatronen. Även om de del- långa stavarna inte är anordnade intill en vattenkanal sker en viss ökning av modereringen i grannstavarna till sådana dellånga bränslestavar. Effektökningen i sådana grannstavar är emellertid inte lika stor som i sådana grannstavar som är = 521 865 14 anordnade intill dellånga stavar som är belägna intill en vattenkanal. Anrikningen behöver därför inte sänkas lika mycket i sådana grannstavar som är anordnade intill dellånga bränslestavar som inte är belägna nära en vattenkanal. Det bör också noteras att de dellånga stavarna inte alla behöver ha exakt samma längd. Lämpligen när de dellånga stavarna upp till mellan 50% och 85% av de hellånga stavarnas längd. Fö- reträdesvis när de upp till mellan 60% och 80% av de hel- långa stavarnas längd. Enligt en fördelaktig utföringsform har samtliga dellånga stavar samma längd. Enligt en annan fördelaktig utföringsform finns dellånga stavar av olika längder. Därvid kan företrädesvis en del av de dellånga sta- varna nà upp till mellan 30% och 40% av de hellånga stavar- nas längd och en del av de dellånga stavarna nå upp till mellan 50% och 85% av de hellånga stavarnas längd. Lämpligt- vis, men ej nödvändigtvis, slutar de dellånga stavarna i höjd med eller strax ovanför en spridare. Enligt en fördel- aktig och relativt enkel utföringsform av uppfinningen har samtliga hellånga stavar 3a utom grannstavarna 3c samma an- rikning. Denna anrikning kan också vara konstant utmed bränslestavens 3a längd. Också enligt en enkel utföringsform har de dellånga bränslestavarna 3b en konstant anrikning utmed sin längd. Vidare enligt en föredelaktig utföringsform har samtliga grannstavar 3c samma grad av sänkt anrikning i sina övre delar.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de visade ut- föringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (10)

. . . . .u 10 15 20 25 30 35 521 865 . . « ~ .- 15 Patentkrav

1. Bränslepatron (l) för en nukleär kokarvattenreaktor, vilken bränslepatron (l) är utformad att anordnas i den nuk- leära kokarvattenreaktorn så att bränslepatronen (l) sträcker sig i väsentligen vertikal riktning, varvid bräns- lepatronen (l) innefattar ett flertal bränslestavar (3a, 3b, 3c)som innehåller anrikat kärnbränslematerial, varvid en del av nämnda bränslestavar utgörs av hellånga bränslestavar (3a, 3c)vilka sträcker sig från väsentligen en första nivå belägen i en nedre del av bränslepatronen (l) till väsentli- gen en andra nivå belägen i en övre del av bränslepatronen (1), och en annan del av nämnda bränslestavar utgörs av del- långa bränslestavar (3b) vilka sträcker sig väsentligen från nämnda första nivå och uppåt men ej når lika högt upp i bränslepatronen (l) som de hellånga bränslestavarna (3a, 3c), kännetecknad av att åtminstone en del av de hellånga bränslestavar (3c), som är anordnade närmast (3b), genomsnittlig anrikning i bränslestavens (3c) övre del som dellånga bränslestavar innehåller kärnbränslematerial med en är lägre än en genomsnittlig anrikning i bränslestavens (3c) nedre del.

2. Bränslepatron (1) enligt krav l kännetecknad av åtmin- stone en väsentligen vertikalt anordnad vattenkanal (8, lO) genom vilken icke kokande vatten är avsett att strömma ned- ifrån och upp, varvid åtminstone ett antal av de dellånga bränslestavarna (3b) är anordnade intill nämnda vattenkanal (8, 10).

3. Bränslepatron (l) enligt krav 2 kännetecknad av att nämnda vattenkanal (8, lO) har en horisontell tvärsnittsarea som. är väsentligen konstant utmed vattenkanalens (8, lO) längd. ...-..... 10 15 20 25 30 35 i 521 865 (Tf, 16

4. Bränslepatron (1) enligt krav 2 kännetecknad av att nämnda vattenkanal (10) har en horisontell tvärsnittsarea som är större i övre delen av vattenkanalen (10) än i dess nedre del, varvid dellånga bränslestavar (3b) är anordnade närmast den nedre delen av vattenkanalen (10).

5. Bränslepatron (l) enligt något av kraven 2-4 känneteck- nad av att nämnda vattenkanal (8, 10) är anordnad centralt i bränslepatronen (1).

6. Bränslepatron (l) enligt något av kraven 2-4 känneteck- nad av att bränslepatronen (1) innefattar åtminstone två så- dana vertikalt anordnade vattenkanaler (8, 10).

7. Bränslepatron (1) enligt något av föregående krav kän- netecknad av att förhållandet mellan nämnda genomsnittliga anrikning i bränslestavens (3c) övre del och nämnda genom- snittliga anrikning i bränslestavens (3c) nedre del är mel- lan 0,75 och 0,95.

8. Bränslepatron (1) enligt krav 7, kännetecknat av att nämnda förhållande är mellan 0,80 och 0,90.

9. Bränslepatron (1) enligt något av föregående krav kän- netecknad av att den genomsnittliga anrikningen i den övre delen av sådana hellånga bränslestavar (3a) som inte är an- ordnade närmast dellånga bränslestavar (3b) är högre än den genomsnittliga anrikningen i den övre delen av sådana hel- långa bränslestavar (3c) som är anordnade närmast dellånga bränslestavar.

10. Bränslepatron (1) enligt något av föregående krav kän- netecknad av att åtminstone en del av de dellånga bränsle- stavarna (3b) når upp till mellan 50% och 85% av de hellånga bränslestavarnas (3a, 3c) längd.