SE521866C2 - Bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor - Google Patents

Description

vw... 10 15 20 25 30 35 , . . . . . .a 521 866 upp. Upptill i bränslepatronen har vattnet därför uppvärmts i högre utsträckning. Detta medför att andelen ånga är större upptill i bränslepatronen än nedtill. Det förångade vattnet används vanligtvis till att driva en turbin. Efter- som ånga har en relativt låg densitet är ångan i bränslepa- tronens övre del en sämre moderator än vattnet nedtill i bränslepatronen. Vidare 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.

För att uppnå en god effektivitet och en hög säkerhet finns många olika krav' på en nukleär reaktor. Ett krav' är att reaktiviteten inte får vara för hög då reaktorn är avställd.

Ett annat mål är att reaktiviteten är så hög som möjligt när reaktorn är i drift. Ett ytterligare krav är att kylningen av bränslestavarna är tillräcklig så att inte s.k. torrkok- ning uppstår. Torrkokning innebär att den vattenfilm som finns på bränslestavarnas yta försvinner eller bryts sönder.

Detta leder till lokalt bränslestaven och det genom bränslepatronen strömmande vatt- försämrad värmeövergång mellan net. Detta leder i sin tur till förhöjd väggtemperatur hos bränslestavarna. Den förhöjda väggtemperaturen kan leda till att allvarliga skador uppträder på bränslestaven. Ett ytter- ligare krav är att tryckfallet inte är för stort i bränsle- patronen, dvs att det inte råder för stor skillnad mellan trycket hos kylmedlet nedtill i bränslepatronen jämfört med högre upp i bränslepatronen. En sådan skillnad i tryck leder beträffande stabilitet och nämligen till problem kompatibilitet.

För att uppfylla de olika säkerhetskraven, för att uppnå tillräcklig kylning av bränslestavarna och för att samtidigt erhålla en högre reaktivitet vid drift har ett stort antal olika tekniska lösningar föreslagits. . . - » -. 10 15 20 25 30 35 . . . . . . . . > . -ø 521 866 Det är till exempel vanligt att en bränslepatron har en el- kokande Därmed ökas mängden ler flera vattenkanaler genom vilka icke vatten strömmar uppåt genonx bränslepatronen. icke kokande vatten i bränslepatronen. Detta medför att en god moderering uppnås.

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 kärnbränslematerial i de olika bränslestavarna.

Vidare finns olika förslag beträffande användandet av bräns- lestavar av olika längd. Det vill säga, ett antal kortare bränslestavar anordnas i bränslepatronen på sådant sätt att dessa bränslestavar ej når lika högt upp i bränslepatronen som andra längre bränslestavar. Därmed ökas andelen vatten i övre delen av bränslepatronen samtidigt som mängden kärn- bränslematerial är lägre upptill.

Såsom nämnts ovan anordnas i en bränslepatron ofta en eller vertikalt kokande kylmedel är avsett att strömma nedifrån och uppåt. flera anordnade kanaler genom vilka ett icke Sådana kanaler benämns hädanefter vattenkanaler. Syftet med en sådan vattenkanal är som nämnts ovan främst att förbättra modereringen i bränslepatronen. En nackdel med en sådan vat- tenkanal är att det vatten som strömmar genom kanalen van- ligtvis ej når bränslestavarna. Detta vatten kan därmed inte i någon väsentlig grad bidra till kylningen av bränslesta- varna. Därmed kan en ökad risk för torrkokning föreligga.

US-A-4 708 846 beskriver en bränslepatron med en centralt anordnad vattenkanal. Vattenkanalen är relativt komplicerat utformad. Utformningen. är sådan att vattnet först tvingas att strömma upp genom vattenkanalen. Närmare bestämt ström- mar vattnet inom en inre delkanal. Den inre delkanalen har 10 15 20 25 30 35 , . . . ..- 521 866 ett antal öppningar upptill. Genom dessa öppningar strömmar vattnet således från den inre delkanalen in i ett yttre om- råde av vattenkanalen. Där tvingas vattnet att strömma nedåt i vattenkanalen. Vattnet kan nå ned till en viss nivå i vat- tenkanalen. Vid denna nivå finns öppningar i vattenkanalen vilket gör att vattnet som strömmat nedåt tvingas strömma ut från vattenkanalen. Detta vatten som lämnar vattenkanalen kan sedan till viss grad bidra till kylning av bränslesta- Väl".

US-A-4 675 154 beskriver en bränslepatron av den inlednings- vis nämnda typen. Detta dokument beskriver således en bräns- lepatron med ett organ som bildar en vertikalt anordnad vattenkanal. Detta organ, och därmed denna vattenkanal, når ej lika högt upp i bränslepatronen som en del av bränsle- stavarna. Emellertid når nämnda organ upp till den nivå till vilken bränslestavarna innehåller kärnbränslematerial. Do- kumentet avser främst en konstruktion för anordnandet av ett sådant organ på så sätt att bränslepatronen inte skadas när den utsätts för laterala förskjutningar, till exempel i samband med seismiska händelser.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en bränslepatron med en god kylning av bränslestavarna för att därmed minska risken för torrkokning. Ett ytterligare ända- mål är att åstadkomma en sådan bränslepatron med relativt enkla medel. Ett vidare syfte med uppfinningen är att öka den s.k. kritiska effekten. Med den kritiska effekten menas den högsta effekt som kan genereras i den nukleära reaktorn utan att riskera torrkokning.

Dessa ändamål uppnås med den inledningsvis angivna bränsle- patronen som kännetecknas av att bränslepatronen innefattar åtminstone ett flödesavledande medel som är anordnat att av- 10 15 20 25 30 35 , w ~ . . . . _ » . .- 521 866 leda flödet av kylmedlet som utträder ur nämnda kanal vid väsentligen nämnda tredje nivå. Genom att nämnda organ ej når så högt upp i bränslepatronen minskas tryckfallet i överdelen av bränslepatronen. Med hjälp av det flödesavle- dande medlet kan kylmedlet ledas till en annan del av bräns- lepatronen för att förhindra torrkokning.

Enligt en fördelaktig utföringsfornx av uppfinningen inne- håller åtminstone några av nämnda bränslestavar kärnbränsle- material som är anordnat upp till en nivå som är belägen högre än nämnda tredje nivå. Genom en sådan konstruktion av bränslepatronen kan kylmedlet som utträder ur nämnda kanal väsentligen bidra till kylningen av en övre del av bränsle- stavarna som innehåller ett kärnbränslematerial.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av uppfinningen är nämnda flödesavledande medel utformat och anordnat så att kylmedlet som utträder ur nämnda kanal avledes i riktning mot ett flertal av nämnda bränslestavar. Genom att leda kyl- medlet i bestämda riktningar mot bestämda bränslestavar kan förbättrad kylning av utvalda bränslestavar uppnås. Därmed kan en kontrollerad kylning av bränslestavarna erhållas.

Detta kan ytterligare minska risken för torrkokning.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är nämnda flö- desavledande medel förbundet med nämnda organ. Genom att det flödesavledande medlet är förbundet med nämnda organ kan det flödesavledande organet anordnas på ett relativt enkelt sätt invid det nämnda organet.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är nämnda flo- desavledande medel utformat i samma material som nämnda or- gan och utgör en enhet med nämnda organ, på så sätt att nämnda flödesavledande medel bildar en förlängning av nämnda organ. Med denna konstruktion säkerställes att det flödes- avledande medlet är fast anordnat vid nämnda organ. Vidare 10 15 20 25 30 35 . . . . . - . . . . ..- 5 2 1 8 6 6 gi: ä; i; å; _ l_¿¿. - i; uppnås genom denna konstruktion gynnsamma strömningsegenska- per. Dessutom kan ett sådant organ med flödesavledande medel tillverkas på ett relativt enkelt sätt.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är nämnda flödesavledande medel anordnat vid en hållare som inte är direkt förbunden med nämnda organ. Vid vissa typer av kylmedelskanaler kan det vara en fördel om det flödesav- ledande medlet är anordnat vid en hållare som inte är direkt nämnda Därmed kan en kontrollerad förbunden med organ. avlänkning av kylmedelsflödet ernås.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen utgörs nämnda hållare av en spridare. En sådan utföringsform har bl a för- delen att en spridare som används i bränslepatronen för att hålla bränslestavarna på bestämda avstånd från varandra kan användas även till att hålla nämnda flödesavledande medel i en bestämd position i förhållande till nämnda kylmedelska- nal.

Enligt ännu en innefattar utföringsform av uppfinningen nämnda flödesavledande medel åtminstone en kon- eller en py- ramidformad del, varvid spetsen på könen eller pyramiden är riktad nedåt. Ett sådan: flödesavledande medel har fördelen att kylmedel kan avledas i många olika riktningar ut från det flödesavledande medlet.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen har nämnda or- gan en sådan form att nämnda kanal bildas av väsentligen en första och en andra sidovägg hos nämnda organ, varvid dessa sidoväggar har en sådan form och är anordnade på så sätt att nämnda organ har ett avlångt horisontellt tvärsnitt. Ett sådant organ har fördelen att det ej tar så mycket plats och att det kan anordnas mellan rader av bränslestavar. ..-~. 10 15 20 25 30 35 . . . . .- 521 866 Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda flödesavledande Inedel en första förlängning' av' den första sidoväggen, varvid den första förlängningen är utfor- mad så att den bildar en vinkel med den första sidoväggen och så att den sträcker sig in över åtminstone en del av nämnda horisontella tvärsnitt. En sådan konstruktion av det flödesavledande medlet har visat sig vara relativt enkel att tillverka samtidigt som den nbjliggör en kontrollerad av- länkning av kylmedelsflödet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar nämnda flödesavledande medel också en andra förlängning av den andra sidoväggen, varvid den andra förlängningen är utformad så att den bildar en vinkel med den andra sidoväg- gen och så att den sträcker sig in över en del av nämnda ho- risontella tvärsnitt, varigenom. den första och den andra förlängningen avleder kylmedel i olika riktningar. Med denna utföringsfornl uppnås en kontrollerad avlänkning av kylme- delsflödet i olika riktningar, vilket medför att kylmedlet kan ledas mot olika delar av bränslepatronen.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen innefattar bränslepatronen åtminstone två sådana nämnda organ. Genom att ha minst två sådana organ, dvs åtminstone två kylmedels- kanaler, kan en förbättrad moderering ernås. Likaså kan ett förbättrat utnyttjande av kylmedlet som utträder ur nämnda kanaler för kylning av bränslestavar uppnås.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen innefattar bränslepatronen fem stycken av nämnda organ, varvid ett or- gan är centralt anordnat i bränslepatronen och varvid vart och ett av de fyra ytterligare organen är anordnat så att det har en utsträckning i radiell riktning från det centralt anordnade organet. Genom denna utföringsform uppnås en god moderering i väsentligen hela bränslepatronen. Dessutom kan kylmedlet som strömmat ur nämnda kanaler på ett enkelt sätt 10 15 20 25 30 ~ . . . - ~ ' ' " 521 866 â3ïïJ§W&¿:@ ledas till väsentligen samtliga bränslestavar i bränslepa- tronen.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen har det cent- ralt anordnade organet ett horisontellt tvärsnitt som uppvi- sar en polygonform och vart och ett av de fyra ytterligare organen har en sådan form att en kanal bildas av en forsta och en andra väsentligen vertikalt anordnad sidovägg hos de ytterligare organen, varvid dessa sidoväggar har en sådan form och är anordnade på så sätt att de ytterligare organen har ett avlångt horisontellt tvärsnitt. Med denna konstruk- tion kan god moderering och god kylning ernås över stora de- lar av bränslepatronen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras med hjälp av så- som exempel beskrivna utforingsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig l visar schematiskt en snittvy av en bränslepatron.

Snittvyn är i den riktning som markerats med A-A i Fig 2.

Fig 2 visar bränslepatronen i Fig l i en vy vinkelrät mot ett horisontalplan genom linjen B-B i Fig 1.

Fig 3 visar schematiskt en snittvy av ett organ som bildar en kanal som har ett avlångt horisontellt tvärsnitt.

Denna snittvy är markerad med C-C i Fig 2.

Fig 4 visar en snittvy av en bränslepatron liknande den i Fig l.

Fig 5 visar en snittvy av ett flödesavledande medel anord- nat i en hållare. 10 15 20 25 30 35 . , . . . . . . , .- 521 see a . . . . -.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Uppfinningen beskrivs nu närmast med hjälp av figurerna. Fig 1 visar ett vertikalsnitt av en bränslepatron 10. Bränsle- patronen 10 innefattar ett höljerör 12. Ett höljerör 12 be- nämns ibland också boxvägg. I bränslepatronen 10 är ett an- tal bränslestavar 14 anordnade. Bränslestavarna 14 är van- ligtvis anordnade parallellt med varandra och sträcker sig i vertikal riktning. Det bör dock påpekas att bränslestavarna 14 inte nödvändigtvis måste vara anordnade vertikalt och pa- rallellt med varandra. Det förekommer även utföringsformer där bränslestavarna 14 har en viss lutning, exempelvis för att uppnå önskad avledning av kylmedel. Bränslestavarna 14 innehåller kutsar 22 av kärnbränslematerial, 14 hålls bränslepatronen 10 med hjälp av en topplatta 18 och en bot- exempelvis i form av urandioxid. Bränslestavarna på plats i tenplatta 16. I bränslepatronen 10 finns ett antal spridare 20 anordnade. Spridarna. 20 har bl a funktionen att hålla bränslestavarna 14 på bestämda avstånd från varandra. Det kan också i detta sammanhang nämnas att det finns bränsle- patroner 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.

Bränslestavarna 14 sträcker sig från väsentligen en första nivå 24 belägen i en nedre del av bränslepatronen 10 till väsentligen en andra nivå 26 belägen i en övre del av bräns- lepatronen 10. Det bör dock påpekas att inte samtliga bränslestavar 14 måste ha en sådan längd. Det är även möj- ligt att bränslepatronen 10 innefattar ett antal s }< del- långa bränslestavar, dvs bränslestavar som inte når så högt upp i bränslepatronen. Det kärnbränslematerial 22 som finns i bränslestavarna 14 kan ha olika anrikning beroende på i bränslestaven 14 kärn- vilken bränslestav 14 och var i bränslematerialet befinner sig. Det är också möjligt att -.... 10 15 20 25 30 35 521 seeçti=ätï:fi_fi =åíë=åš==-äfii;:~ë 10 kärnbränslematerialet har samma anrikning oberoende av posi- tionen i bränslepatronen 10.

Vid drift i en nukleär reaktor strömmar ett kylmedel, van- ligtvis vatten, genom bränslepatronen 10 nedifrån och uppåt.

Vattnet uppvärms av bränslestavarna 14 och i överdelen av bränslepatronen 10 föreligger således en stor del vatten- ånga. Bränslepatronen 10 innefattar åtminstone ett organ 28 som bildar en väsentligen vertikalt anordnad, kanal genom vilken ett icke kokande kylmedel, vanligtvis vatten, är av- sett att strömma nedifrån och upp. En sådan vattenkanal 28 bidrar, som, ovan. nämnts, till neutronmodereringen. Enligt föreliggande uppfinning sträcker sig nämnda organ 28 från en nedre del av bränslepatronen 10 och når upp till en tredje nivå 30 som är lägre än nämnda andra nivå 26. Nämnda organ 28 benämns här nedan även vattenkanal. innehåller Detta Bränslestavarna 14 ett kärn- 22 behöver inte nödvändigtvis föreligga ända upp till nivån 26 i bräns- som ovan nämnts bränslematerial 22. kärnbränslematerial lestavarna 14. Lämpligtvis innehåller åtminstone en del av bränslestavarna 14 kärnbränslematerial 22 upp till en nivå som är högre än nivån 30. Det vill säga, vattenkanalen 28 slutar vid en nivå som ligger under den nivå till vilken åt- minstone en del av bränslestavarna 14 innehåller kärn- bränslematerial 22. Lämpligen når vattenkanalen 28 upp till mellan 50% och 90%, företrädesvis 60% till 80%, av den nivå till vilken kärnbränslematerial 22 föreligger. Det bör dock påpekas att inom uppfinningens ram ligger också möjligheten att vattenkanalen 28 når upp lika högt i bränslepatronen 10 som kärnbränslematerialet 22. Genom att vattenkanalen 28 ej når så högt upp i bränslepatronen 10 blir mängden icke kokande vatten något lägre upptill i bränslepatronen 10.

Därmed kan modereringen vara något lägre upptill i bränsle- patronen 10. Uppfinnarna av föreliggande uppfinning har emellertid kommit fram till att denna något lägre moderering 10 15 20 25 30 35 521 866 ll uppvägs mer än väl av de andra fördelar som denna konstruk- tion medför. Eftersom vattenkanalen 28 inte föreligger i den 10 minskar tryckfallet i övre delen av bränslepatronen bränslepatronen 10.

Enligt uppfinningen innefattar bränslepatronen 10 åtminstone ett flödesavledande medel 32a-e som är anordnat att avleda flödet av kylmedlet som utträder ur nämnda vattenkanal 28 vid väsentligen nämnda tredje nivå 30.

Det flödesavledande medlet 32a-e är företrädesvis utformat och anordnat så att kylmedlet avledes i riktning mot bräns- lestavar 14.

Fig 1 visar ett flödesavledande medel 32a. Detta flödesavle- dande medel 32a är anordnat vid en hållare i fornm av en spridare 20. Det flödesavledande medlet 32a är anordnat att avleda flödet av kylmedel som utträder ur kanalen 28a. Det i Fig 1 visade flödesavledande medlet 32a har en kon- eller pyramidformad del, varvid spetsen på konen eller pyramiden är riktad nedåt i bränslepatronen 10. Spetsen kan sträcka sig ned något i organet 28a. Det är också möjligt att spet- sen ligger något över organet 28a. Genom denna konstruktion av det flödesavledande medlet 32a avledes kylmedlet som ut- träder ur nämnda kanal 28a radiellt åt sidorna i bränslepa- tronen 10, dvs i riktning mot bränslestavar 14.

En bränslepatron 10 enligt uppfinningen kan. ha ett eller flera organ 28 för icke kokande kylmedel. Exempelvis kan bränslepatronen innefatta endast ett organ 28. Ett sådant organ 28 är lämpligen centralt anordnat i bränslepatronen 10. Olika former är möjliga för organet 28, exempelvis kan organet 28 ha ett cirkulärt, elliptiskt eller polygonformat tvärtsnitt. Enligt den visade utföringsformen (se Fig 2) finns fem sådana organ 28a-e. Ett av nämnda organ 28 är ett centralt anordnat organ 28a. Detta centralt anordnade organ 10 15 20 25 30 35 . . . . . . - 521 866 . . . « »- 12 28a har i detta fall ett polygonformat tvärsnitt, närmare Vart och ett av de ytterligare fyra organen 28b-e har en sådan form att bestämt ett väsentligen kvadratiskt tvärsnitt. nämnda kanal bildas av väsentligen en första 34 och en andra 36 sidovägg hos nämnda organ 28b-e. Dessa sidoväggar 34, 36 har en sådan form och är anordnade på så sätt att nämnda Det bör dock påpekas i detta sammanhang att nämnda organ 28 kan ha organ 28 b~e har ett avlångt horisontellt tvärsnitt. många andra former. I den visade utföringsformen sträcker sig organen 28b-e i radiell riktning från det centralt anordnade organet 28a.

Pig 2 visar olika utföringsformer av det flödesavledande medlet 32. I det centrala organet 28a finns ett flödesavle- dande medel 32e sas i Fig l). (det bör påpekas att detta medel 32e ej vi- Detta flödesavledande medel 32e är förbundet Det flödesavledande medlet 32e kan därmed antingen vara fastsatt vid nämnda organ 28a eller ut- med nämnda organ 28a. göra en enhet med organ 28a på så sätt att nämnda flödesav- ledande medel 32e bildar en förlängning av nämnda organ 28a.

Till höger i Fig 2 visas ett flödesavledande medel 32b an- ordnat vid ett organ 28b. En snittvy av denna del av bräns- lepatronen visas i Fig 3. Organet 28b har en första 34 och I detta fall bildas det flödesavle- dande medlet 32b av en första förlängning 32b av den första en andra 36 sidovägg. sidoväggen 34. Den första förlängningen 32b är utformad så att den bildar en vinkel 38 med den första sidoväggen 34.

Den första förlängningen 32b sträcker sig in över åtminstone en del av det horisontella tvärsnittet av organet 28b.

Till vänster i Fig 2 visas en konstruktion med två flödes- avledande medel 32c och 32d anordnade vid organet 28d. Vart och ett av dessa flödesavledande medel 32c och 32d har en konstruktion som liknar den som visas till höger i Fig 2 och i Fig 3. Emellertid är de flödesavledande medlen 32c och 32d riktade i motsatta riktningar så att det ena flödesavledande lO 15 20 25 30 35 A _ _ _ _ , . . . . ..- 521 866 ._ n. 13 medlet 32c innefattar en förlängning av den ena sidoväggen 34 medan det andra flödesavledande medlet 32d innefattar en På så sätt avleder flödesavledande medlen 32c och 32d kylmedlet i olika riktningar. förlängning av den andra sidoväggen 36. de bägge Det bör påpekas att de visade flödesavledande medlen 32b-e antingen kan vara fastsatta vid motsvarande organ 28 eller kan utgöra en enhet med nämnda organ 28 genonl att de är tillverkade i samma material och bildar en förlängning av kan flö- desavledande medel 32 vara anordnade vid samtliga organ 28a- nämnda organ 28. Lämpligtvis, men ej nödvändigtvis, e. Exempelvis kan samtliga av de avlånga organen 28b~e ha I detta fall kan lämpligtvis samtliga sådana flödesavledande medel 32b vara ett flödesavledande medel av typen 32b. anordnade så att kylmedlet avleds i samma riktning, dvs antingen medurs eller moturs.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen kan vart och ett av de avlånga organen 28b-e vara försett med två motrik- tade flödesavledande medel av typen 32c och 32d. Som nämnts ovan kan de flödesavledande medlen 32 också vara anordnade i en hållare 20 ovanför respektive organ 28. Fig 5 visar ett exempel där flödesavledande medel 32b, c, d är anordnat vid en hållare 20. Det flödesavledande medlet 32b, c, således flödet av kylmedel som utträder ur kanalen 36. d avleder I Fig 2 visas att det centralt belägna organet 28a har ett flödesavledande medel 32e anordnat vid endast en kant. Det är givetvis möjligt att anordna sådana flödesavledande medel 32e på flera eller' på alla kanter hos det polygonformade såsom den centrala organet 28a. För en större vattenkanal, centralt visade i Fig 2, kan det vara speciellt lämpligt att anordna ett flödesavledande medel 32 i form av en kon- eller pyramidformad del 32a såsom visas i Fig l. Även en sådan del kan vara fast förbunden med organet 28. Fig 4 visar ett ex- 10 15 20 25 30 35 s 2 1 s 6 6 2.:: gi; *if i ïlïl ~ 14 empel där en pyramidformad del 32a är fast förbunden med or- ganet 28a. I detta fall är den pyramidformade delen 32a fast förbunden med organet 28a medelst stödorgan 33 anordnade i hörnen på den pyramidformade delen 32a. En annan möjlighet är att ett sådant flödesavledande medel är anordnat vid en spridare 20 såsom visas i Pig 1.

Genom att det icke kokande kylmedlet som strömmar ut ur or- ganet 28 ledes i riktning mot bränslestavarna 14 kan risken för torrkokning minskas väsentligt. Därmed kan också högre effekt uttas ur reaktorn. Det vill säga, den nämnda kritiska effekten ökas väsentligt. Visserligen försämras modereringen något i bränslepatronen 10, men denna försämring är ej spe- ciellt stor eftersom det ändock från vattenkanalen 28 strömmar ut en viss del icke kokande vatten i överdelen av bränslepatronen 10.

Vidare, eftersom organet 28 ej når så högt upp i bränslepatronen 10, minskas tryckfallet väsent- ligt i bränslepatronens 10 överdel. De flödesavledande medlen 32 skapar en viss turbulens i bränslepatronen. turbulens kan leda till ett visst tryckfall.

Denna Emellertid har uppfinnarna av föreliggande uppfinning kommit fram till att vinsterna beträffande bättre kylning av bränslestavarna 14 och mindre tryckfallsförluster väsentligen överväger nackdelarna med konstruktionen.

Det bör också påpekas att de olika vattenkanalerna 28 kan nå upp till olika höjd i bränslepatronen 10. Vattenkanalerna 28 kan också ha många olika former och vara fördelade på olika platser i bränslepatronen 10. Kylningseffekten kan förbätt- ras ytterligare om bränslestavarna 14 har en viss lutning i överdelen av bränslepatronen 10.

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

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 ~ 521 866 15

1. Bränslepatron (10) vilken bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor, (10) är utformad. att anordnas i den nukleära kokarvattenreaktorn så att bränslepatronen (10) sträcker sig i väsentligen vertikal riktning, varvid bräns- lepatronen (10) innefattar ett flertal bränslestavar varvid åtminstone en del av (14), (14) sträcker sig från väsentligen en första nivå (24) belägen i en nedre del av' bränslepatronen (10) (26) belägen i. en övre del av bränslepatronen varvid bränslepatronen (10) (28) nal genom vilken ett icke kokande kylmedel är avsett att strömma nedifrån och upp, nämnda bränslestavar till väsentligen en andra nivå (10), organ innefattar åtminstone ett som bildar en väsentligen vertikalt anordnad ka- varvid nämnda organ (28) sträcker sig från en nedre del av bränslepatronen (10) och når upp till en tredje nivå (30) som är lägre än nämnda andra nivå (26), kännetegknad_¿g¿ att bränslepatronen (10) innefattar åtminstone ett flödesavledande medel (32) som är anordnat att avleda flödet av kylmedlet som utträder ur nämnda kanal vid väsentligen nämnda tredje (30), (32) är utformat och anordnat så att kylmedlet som utträder ur nämnda kanal avledes i riktning mot ett flertal av nämnda bränslestavar. nivå varvid nämnda flödesavledande medel

2. Bränslepatron (10) enligt krav 1, k3nnetegknad_ay att åtminstone några av nämnda bränslestavar (14) innehåller kärnbränslematerial (22) som är anordnat upp till en nivå som är belägen högre än nämnda tredje nivå (30).

3. Bränslepatron (10) enligt något av föregående krav, kännetegß;ggL_ay att nämnda flödesavledande medel (32) är förbundet med nämnda organ (28).

4. Bränslepatron (10) enligt krav 3, kännetegknad av att nämnda flödesavledande medel (32) är utformat i samma mate- 10 15 20 25 30 35 521 866 l6 rial som nämnda organ (28) och utgör en enhet med nämnda or- gan, nå så sätt att nämnda flödesavledande medel (32) bildar en förlängning av nämnda organ.

5. Bränslepatron (lO) enligt något av kraven l-2, tegknaQ_ay att nämnda flödesavledande medel (32) känns; är anordnat vid en hållare (20) som inte är direkt förbunden med nämnda organ (28).

6. Bränslepatron (lO) enligt krav 5, kännetegkg@i_¿y att nämnda hållare (20) utgörs av en spridare (20).

7. Bränslepatron (lO) enligt något av föregående krav, kännetegknad_ay att nämnda flödesavledande medel (32) inne- fattar åtminstone en kon- eller pyramidformad del (32a), varvid spetsen på konen eller pyramiden är riktad nedåt.

8. Bränslepatron (lO) enligt något av föregående krav, kännetegknad_ay att nämnda organ (28) har en sådan form att nämnda kanal bildas av väsentligen en första (36) (34) och en andra sidovägg hos nämnda organ (28), varvid dessa si- doväggar (34, 36) har en sådan form och är anordnade på så sätt att nämnda organ (28b-e) har ett avlångt horisontellt tvärsnitt.

9. Bränslepatron (lO) enligt krav 8, kë;ggflga;knad__ay att nämnda flödesavledande medel (32) innefattar en första för- längning (32b, c) av den första första förlängningen (32b, c) (34) sidoväggen, varvid den är utformad så att den bildar en vinkel (38) med den första sidoväggen (34) och så att den sträcker sig in över åtminstone en del av nämnda hori- sontella tvärsnitt.

10. Bränslepatron (10) enligt krav 9, 3Énnetegknad_ay att nämnda flödesavledande medel (32) också innefattar en andra förlängning (32d) av den andra sidoväggen (36), varvid den 10 15 20 25 521 866 17 andra förlängningen (32d) är utformad så att den bildar en vinkel (38) (36) och. så. att den sträcker sig in över en del av nämnda horisontella tvär- snitt, varigenom den första (32c) och den andra (32d) längningen avleder kylmedlet i olika riktningar. med den andra sidoväggen för-

11. Bränslepatron (10) enligt något av föregående krav, kånnetegkn@1_ay att bränslepatronen (10) stone två sådana nämnda organ (28). innefattar åtmin-

12. Bränslepatron (10) enligt något av föregående krav, kännetegknad__ay att bränslepatronen (10) innefattar fem stycken av nämnda organ (28), varav ett organ (28a) är cent- ralt anordnat i bränslepatronen (10) och varvid vart och ett av de fyra ytterligare (28b-e) är anordnat så att det har en utsträckning i radiell riktning från det centralt organen anordnade organet (28a).

13. Bränslepatron (10) enligt krav 12, känneteçknad av att det centralt anordnade organet (28a) har ett horisontellt tvärsnitt som uppvisar en polygonfonn och av att vart och ett av de fyra ytterligare organen (28b-e) har en sådan form att en kanal bildas av väsentligen en första (34) och en andra (36) väsentligen vertikalt anordnad sidovägg hos de ytterligare organen (28b-e), (34, 36) har en sådan form och år anordnade på så sätt att de yt- terligare organen (28b-e) har ett avlångt horisontellt tvär- snitt. varvid dessa sidoväggar