SE525819C2

SE525819C2 - Fuel rod spacer, for use in nuclear reactor, includes cells for holding rods formed by sleeves with wave-shaped lower edge

Info

Publication number: SE525819C2
Application number: SE0400067A
Authority: SE
Inventors: Sture Helmersson; Leif Larsson; Olov Nylund; Haakan Soederberg
Original assignee: Westinghouse Electric Sweden
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-05-03
Also published as: SE0400067D0; SE0400067L

Abstract

The lower edges of the sleeves used to form the cells for holding the fuel rods have a wave shape, with peaks aligned with tabs on the sleeve and troughs between adjacent tabs. A fuel rod spacer for holding a number of fuel rods in an nuclear installation comprises a number of cells to receive one fuel rod, so that the latter extends in the cell length direction. Each cell is formed by a sleeve with an upper edge and a lower edge. The sleeve has tabs protruding inwards over the cell length direction and extending parallel to the latter so that they are in contact with the fuel rod. The upper and lower edges of the sleeve have a wave shape with peaks aligned with the tabs and troughs between adjacent tabs.

Description

0 I Oc eln för anliggning mot den bränslestav som mottas i cellen, och den nedre kanten, sett tvärs den längsgående axeln, har en vågliknande form med vågtoppar som ligger i linje med var sin av nämnda åsar och med vågdalar som befinner sig mellan två intilliggande av nämnda åsar. I Oc eln for abutment against the fuel rod received in the cell, and the lower edge, seen across the longitudinal axis, has a wave-like shape with wave crests which are in line with each of said ridges and with wave valleys located between two adjacent of said ridges.

I en reaktor för en nukleär anläggning av den ovan angivna ty- pen är ett stort antal långsträckta bränsleenheter arrangerade i reaktorns härd. Varje bränsleenhet innefattar ett antal långsträckta bränslestavar. Varje bränslestav innefattar ett långsträckt kapslingsrör och ett antal bränslekutsar som är an- ordnade i en stapel i kapslingsröret. Bränslestavarna i bränsle- enheten hålls samman med hjälp av ett antal spridare, exempel- vis 6-10 spridare, som är fördelade utmed bränsleenhetens längd. Varje spridare definierar celler för mottagande av bräns- lestavarna. Spridarna håller således bränslestavarna i en kor- rekt position i bränsleenheten och har till uppgift att säkerställa att ett konstant inbördes avstånd upprätthålls mellan bränslesta- varna under drift av reaktorn.In a reactor for a nuclear plant of the above type, a large number of elongate fuel units are arranged in the reactor core. Each fuel unit includes a number of elongate fuel rods. Each fuel rod comprises an elongate housing tube and a number of fuel pellets arranged in a stack in the housing tube. The fuel rods in the fuel unit are held together by means of a number of injectors, for example 6-10 injectors, which are distributed along the length of the fuel unit. Each spreader defines cells for receiving the fuel rods. The injectors thus keep the fuel rods in a correct position in the fuel unit and have the task of ensuring that a constant mutual distance is maintained between the fuel rods during operation of the reactor.

I en kokarvattenreaktor är bränslestavarna vanligen inneslutna i höljen, så kallade boxar. Varje box innefattar ett relativt stort antal bränslestavar och bildar tillsammans med dessa bränsle- stavar en så kallad bränslepatron som kan lyftas i och ut ur re- aktorns härd. Varje bränslepatron kan innefatta en eller flera bränsleenheter. JP-7225291 visar en bränslepatron med en så- dan bränsleenhet. US-A-5,875,223 visar en bränslepatron med fyra sådana bränsleenheter.In a boiling water reactor, the fuel rods are usually enclosed in the casings, so-called boxes. Each box comprises a relatively large number of fuel rods and together with these fuel rods forms a so-called fuel assembly which can be lifted in and out of the reactor core. Each fuel assembly may include one or more fuel units. JP-7225291 shows a fuel assembly with such a fuel unit. US-A-5,875,223 discloses a fuel assembly with four such fuel units.

Härden är nedsänkt i ett kylmedel, vanligtvis vatten, vilket tjänstgör både som kylmedel och som moderator. Bränsleenhe- terna och bränslestavarna är vanligtvis anordnade väsentligen vertikalt i reaktorn. Kylmedlet strömmar vanligtvis nedifrån och upp. Det är viktigt upprätthålla en god kylning av bränslestavar- na upprätthålls i reaktorn. l en kokarvattenreaktor är det speci- ellt kritiskt att erhålla en god kylning i den övre delen av bräns- o n o o . ' n o ' ° . ' ; . Q ; o a n ø n no Iestavarna där en avsevärd del av kylmedlet (vatten) har ombil- dats till ånga. I den övre delen av bränslepatronen befinner sig kylmedlet alltså i ett tvåfastillstånd, varvid vätskefasen dels strömmar som en film på bränslepatronens olika delar, bland annat på bränslestavarnas ytor, spridarna och insidan av höljet, och dels som droppar i ångströmmen. Om kylmedelsfilmen på bränslestavarnas ytor inte bibehålles bildas ett isolerande ång- skikt på bränslestaven med snabb temperaturstegring som följd, så kallad torrkokning, vilket kan leda till skador på kapslingsrö- fen.The hearth is immersed in a coolant, usually water, which serves both as a coolant and as a moderator. The fuel units and fuel rods are usually arranged substantially vertically in the reactor. The coolant usually flows from the bottom up. It is important to maintain good cooling of the fuel rods maintained in the reactor. In a boiling water reactor, it is especially critical to obtain a good cooling in the upper part of the fuel o n o o. 'n o '°. '; . Q; o a n ø n no Iestavarna where a significant part of the coolant (water) has been converted to steam. In the upper part of the fuel assembly, the coolant is thus in a two-phase state, whereby the liquid phase partly flows as a film on the various parts of the fuel assembly, including on the surfaces of the fuel rods, diffusers and inside the housing, and partly as drops in the steam stream. If the coolant film on the surfaces of the fuel rods is not maintained, an insulating vapor layer is formed on the fuel rod with a rapid rise in temperature as a result, so-called dry boiling, which can lead to damage to the casing ass.

Spridarnas utformning påverkar kylmedlets strömning och där- med bränslestavarnas kylning. Det är känt att förse spridare med avlänkningsorgan som är anordnade för att avlänka kylme- del mot bränslestavarna. Sådana avlänkningsorgan har dock den nackdelen att de, om de används i stor omfattning medför en väsentlig ökning av spridarens tryckfallskoefficient. Andelen ånga är högst i bränslepatronens övre del. Pâ grund av den höga andelen ånga i bränslepatronens övre del är tryckfallet ofta högre i denna del än i bränslepatronens nedre del. Ju större skillnaden är i tryckfall mellan bränslepatronens övre del och undre del desto större är risken för att härden blir instabil. För att ge bränslepatronen goda stabilitetsegenskaper eftersträvas ett lågt tryckfall i bränslepatronens övre del.The design of the injectors affects the flow of the coolant and thus the cooling of the fuel rods. It is known to provide diffusers with deflection means which are arranged to deflect coolant towards the fuel rods. However, such deflection means have the disadvantage that, if used to a large extent, they lead to a significant increase in the pressure drop coefficient of the injector. The proportion of steam is highest in the upper part of the fuel assembly. Due to the high proportion of steam in the upper part of the fuel assembly, the pressure drop is often higher in this part than in the lower part of the fuel assembly. The greater the difference in pressure drop between the upper part and the lower part of the fuel assembly, the greater the risk of the core becoming unstable. In order to give the fuel assembly good stability properties, a low pressure drop in the upper part of the fuel assembly is sought.

Det finns spridare av ett flertal olika typer, exempelvis spridare bildade av korslagda plåtar, spridare där cellerna bildas av öpp- na element med stödpunkter och fjäderorgan och spridare bilda- de av hylsliknande organ som är sammansvetsade med var- andra. De spridare som används idag är vanligtvis tillverkade av zirkoniumbaserade legeringar (Zircaloy), nickelbaserade leger- ingar (lnconel), kombinationer av dessa legeringar eller rostfritt stål. Föreliggande uppfinning avser en spridare som är bildad av hylsliknande organ. o n Q u n o u u u n o o ø . n o n u n u n a u o o o o u n o nu En spridare av den inledningsvis angivna typen visas i US-A- ,875,223. Den kända spridaren innefattar således samman- svetsade hylsor som bildar de ovan nämnda cellerna. Var och en av hylsorna har en nedre kant och en övre kant. Den övre kanten är parallell med ett plan medan den nedre kanten har en vågform med vågtoppar och vågdalar. Syftet med denna utform- ning av den nedre kanten är att hindra eventuella skräppartiklar i kylmedlet från att fastna i spridaren och således minska nöt- ning på bränslestavarna.There are diffusers of several different types, for example diffusers formed of crossed plates, diffusers in which the cells are formed by open elements with support points and spring members and diffusers formed of sleeve-like members which are welded together. The diffusers used today are usually made of zirconium-based alloys (Zircaloy), nickel-based alloys (lnconel), combinations of these alloys or stainless steel. The present invention relates to a spreader formed by sleeve-like means. o n Q u n o u u u n o o ø. n o n u n u n a u o o o o o u n o nu A diffuser of the type initially indicated is shown in US-A-, 875,223. The known diffuser thus comprises welded sleeves which form the above-mentioned cells. Each of the sleeves has a lower edge and an upper edge. The upper edge is parallel to a plane while the lower edge has a waveform with wave peaks and wave valleys. The purpose of this design of the lower edge is to prevent any debris particles in the coolant from getting stuck in the injector and thus reduce wear on the fuel rods.

JP-6-148370 visar en hylsspridare för en kokarvattenreaktor.JP-6-148370 discloses a sleeve spreader for a boiling water reactor.

Varje hylsa har inbuktningar för anliggning mot den bränslestav som sträcker sig genom hylsan. lnbuktningarna sträcker sig en- dast över en liten del av hylsans längd. Varje hylsa är vidare enligt ett exempel vid den nedre änden är försedd med en av- fasning. Enligt ett annat exempel har varje hylsa en vågform vid den nedre änden av hylsan.Each sleeve has indentations for abutment against the fuel rod extending through the sleeve. The indentations extend only over a small part of the length of the sleeve. Each sleeve is further according to an example at the lower end is provided with a bevel. According to another example, each sleeve has a waveform at the lower end of the sleeve.

JP-7-225291 visar en annan hylsspridare för en kokarvattenre- aktor. De cirkulärcylindriska hylsorna är här försedda med en övre, nedströms ände som har triangulära eller rektangulära ut- skott som sträcker sig uppåt. Den nedre änden av hylsan synes vara rak. Varje hylsa kan vidare innefatta inbuktningar som sträcker sig över en endast del av hylsans längd för anliggning mot den bränslestav som sträcker sig genom hylsan.JP-7-225291 shows another sleeve spreader for a boiling water reactor. The circular-cylindrical sleeves are here provided with an upper, downstream end which has triangular or rectangular projections which extend upwards. The lower end of the sleeve appears to be straight. Each sleeve may further comprise indentations extending over only a portion of the length of the sleeve for abutment with the fuel rod extending through the sleeve.

US-5,331,679 visar en ytterligare variant av en hylsspridare med väsentligen cirkulärcylindriska hylsor. Spridaren hålls samman med hjälp av ett band som sträcker sig runt spridarens yttre omfång. Varje hylsa har relativt korta inbuktningar som tillsam- mans med ett fjäderelement bildar anliggningspunkter mot den bränslestav som sträcker sig genom hylsan. Både den nedre kanten och den övre kanten kan enligt en utföringsform ha en vågliknande form med vågtoppar och vågdalar. Vågtopparna hos den övre kanten synes ligga i linje med var sin vågdal hos den nedre kanten. ' Vid konstruktionen av en spridare måste hänsyn tas till en mängd olika krav som åtminstone delvis är motstridiga. 1) Spridaren skall vara tillräckligt mekaniskt stark för att minska bränslestavarnas utböjning och vibration och för att mot- stå stora termiska och hydrauliska krafter även vid dimensione- rande händelser som anläggningshaverier och jordbävningar. 2) Spridaren måste kunna tåla axiella och radiella dimen- sionsförändringar av bränslestavarna. 3) Spridaren måste ge tillräckligt anliggningsyta mot bränsle- stavarna för att minimera lokal nötning och risk för skador på bränslestavarna. 4) Spridaren skall utföras med en minimal mängd material för att minimera neutronabsorptionen.US-5,331,679 discloses a further variant of a sleeve spreader with substantially circular-cylindrical sleeves. The spreader is held together by means of a band which extends around the outer circumference of the spreader. Each sleeve has relatively short indentations which, together with a spring element, form abutment points against the fuel rod which extends through the sleeve. According to one embodiment, both the lower edge and the upper edge can have a wave-like shape with wave peaks and wave valleys. The wave crests of the upper edge appear to be in line with the respective wave troughs of the lower edge. In the design of a spreader, a variety of requirements must be taken into account which are at least partially contradictory. 1) The spreader must be mechanically strong enough to reduce the deflection and vibration of the fuel rods and to withstand large thermal and hydraulic forces even in the event of dimensioning events such as plant breakdowns and earthquakes. 2) The injector must be able to withstand axial and radial dimensional changes of the fuel rods. 3) The injector must provide sufficient contact surface with the fuel rods to minimize local abrasion and the risk of damage to the fuel rods. 4) The diffuser should be made with a minimal amount of material to minimize neutron absorption.

) Spridaren skall utformas så att den ger minimalt flödes- motstånd och således ett litet tryckfall. 6) Spridaren skall vara så utformad att eventuella skräppar- tiklar i kylmedlet ej fastnar i spridaren på så sätt att dessa skräppartiklar kan utöva nötning på bränslestavarna. 7) Spridaren skall vara så utformad att den åstadkommer en god kylning av bränslestavarna genom en lämplig omblandning av kylmedlet. 8) Spridaren skall kunna tillverkas på ett relativt enkelt och billigt sätt.) The injector must be designed so that it provides minimal flow resistance and thus a small pressure drop. 6) The spreader must be designed in such a way that any debris particles in the coolant do not get stuck in the spreader in such a way that these debris particles can exert wear on the fuel rods. 7) The injector must be designed in such a way that it provides good cooling of the fuel rods by a suitable mixing of the coolant. 8) The spreader must be able to be manufactured in a relatively simple and inexpensive way.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en spridare som är mekaniskt stark för att minska bränslestavarnas utböjning och vibration och för att motstå stora termiska och hydrauliska krafter och som tål axiella och radiella dimensions- förändringar hos bränslestavarna.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a diffuser which is mechanically strong to reduce the deflection and vibration of the fuel rods and to withstand large thermal and hydraulic forces and which can withstand axial and radial dimensional changes of the fuel rods.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en spridare med en stor anliggningsyta mot bränslestavarna för att minimera lokal nötning och risk för skador på bränslestavarna.A further object is to provide a diffuser with a large abutment surface against the fuel rods to minimize local abrasion and risk of damage to the fuel rods.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en spridare som er- fordrar en liten mängd material för att minimera neutronabsorp- ﬁonen.A further object is to provide a diffuser which requires a small amount of material to minimize neutron absorption.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en spridaren som ger ett lågt flödesmotstånd.A further object is to provide a spreader which provides a low flow resistance.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en spridaren som sörjer för en god kylning av bränslestavarna. Ändamålet uppnås med den inledningsvis angivna spridaren som kännetecknas av att den övre kanten, sett tvärs den längs- gående axeln, har en vågliknande form med vågtoppar som lig- ger i linje med var sin av nämnda àsar och med vågdalar som befinner sig mellan två intilliggande av nämnda àsar.A further object is to provide a spreader which ensures a good cooling of the fuel rods. The object is achieved with the initially indicated spreader, which is characterized in that the upper edge, seen across the longitudinal axis, has a wave-like shape with wave peaks which are in line with each of said axes and with wave valleys located between two adjacent of said aces.

I en sådan spridare har de hylsliknande organen således àsar som har en lång axiell utsträckning vilket säkerställer en lång anliggningslinje mot den bränslestav som sträcker sig genom det hylsliknande organet. Anliggningslinjen är speciellt lång i förhållande till det hylsliknande organets längd och vikt. Med en sådan lång anliggning uppnås en liten nötning mot bränslesta- vens kapslingsrör. Vidare har varje sådant hylsliknande organ på var sida om varje ås, dvs. vid vågdalarna, en väsentligt kor- tare utsträckning än vid åsarna och vågtopparna, varvid åsarna med fördel sträcker sig från den övre kanten till den nedre kan- ten hos väsentligen varje hylsliknande organ. Med en sådan ut- formning åstadkoms dessutom en flexibilitet hos det hylsliknan- de organet så att det vid åsarna kan röra sig radiellt inåt och utåt och samtidigt kan åsarna tillåtas att vrida sig kring en mitt- punkt i ett radiellt plan. Det hylsliknande organet medger såle- des en viss snedställning av bränslestaven. Därmed uppnås en jämn anliggning mot bränslestaven längs hela åsens längd även vid en utböjning av bränslestaven eller vid andra axiella och/eller radiella dimensionsförändringar av bränslestaven. Den I n 0 s 0 Q I Al 0 n ø Q 0 0 0 0 I I I 0 n I I U I I 0 0 v Q 0 Q OI vågliknande formen vid den nedre kanten reducerar också ris- ken för att eventuella skräppartiklar i kylmedelsflödet skall fast- na i spridaren och nöta mot bränslestaven.In such a spreader, the sleeve-like means thus have axes which have a long axial extent which ensures a long abutment line against the fuel rod which extends through the sleeve-like member. The contact line is particularly long in relation to the length and weight of the sleeve-like member. With such a long abutment, a slight abrasion is achieved against the fuel rod housing casing. Furthermore, each such sleeve-like member has on each side of each ridge, i.e. at the wave valleys, a substantially shorter extent than at the ridges and wave crests, the ridges advantageously extending from the upper edge to the lower edge of substantially each sleeve-like member. With such a design, a flexibility of the sleeve-like member is also achieved so that it can move radially inwards and outwards at the ridges and at the same time the ridges can be allowed to rotate around a center point in a radial plane. The sleeve-like member thus allows a certain tilting of the fuel rod. Thus, an even abutment against the fuel rod is achieved along the entire length of the ridge, even with a deflection of the fuel rod or with other axial and / or radial dimensional changes of the fuel rod. The wave-like shape at the lower edge also reduces the risk of any debris particles in the coolant flow getting stuck in the diffuser. and wear against the fuel rod.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar varje hylslik- nande organ åtminstone fyra av nämnda åsar.According to an embodiment of the invention, each sleeve-like member comprises at least four of said ridges.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen ligger de hylsliknande organen an mot varandra i spridaren längs ett för- bindningsområde sträcker sig parallellt med den längsgående axeln mellan en av nämnda vågdalar hos den övre kanten och en av nämnda vågdalar hos den nedre kanten. Med fördel kan de hylsliknande organen vidare vara permanent förbundna med varandra medelst svetsfogar, varvid nämnda svetsfog kan inne- fatta en kantsvets vid nämnda förbindningsområde vid åtminsto- ne en av den övre kanten och den nedre kanten.According to a further embodiment of the invention, the sleeve-like means abut each other in the spreader along a connecting area extending parallel to the longitudinal axis between one of said wave valleys of the upper edge and one of said wave valleys of the lower edge. Advantageously, the sleeve-like means may further be permanently connected to each other by means of welded joints, said welded joint being comprising an edge weld at said connecting area at at least one of the upper edge and the lower edge.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är väsentli- gen varje hylsliknande organ tillverkat av ett plåtformigt material som är böjt till den hylsliknande formen. Ett sådan plåtformigt material, exempelvis i form av ett band kan på ett enkelt sätt bearbetas och ges en önskad form längs den övre kanten och den nedre kanten. Efter en sådan formning kan det plåtformiga materialet böjas till den hylsliknande formen. Med fördel kan det plåtformiga materialet före nämnda böjning ha ett första förbind- ningsparti i närheten av en första ände av det plåtformiga mate- rialet och ett andra förbindningsparti i närheten av en andra ände av det plåtformiga materialet, varvid den första änden överlappar den andra änden hos det hylsliknande organet efter nämnda böjning. Det första förbindningspartiet och det andra förbindningspartiet är företrädesvis permanent förbundna med varandra medelst åtminstone en svetsförbindning, exempelvis åtminstone en punktsvets.According to a further embodiment of the invention, essentially each sleeve-like member is made of a sheet-shaped material which is bent into the sleeve-like shape. Such a sheet-shaped material, for example in the form of a strip, can be processed in a simple manner and given a desired shape along the upper edge and the lower edge. After such molding, the sheet material can be bent into the sleeve-like mold. Advantageously, before said bending, the sheet material may have a first connecting portion near a first end of the sheet material and a second connecting portion near a second end of the sheet material, the first end overlapping the second end. of the sleeve-like member after said bending. The first connecting portion and the second connecting portion are preferably permanently connected to each other by means of at least one welded connection, for example at least one spot weld.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är väsentli- gen varje hylsliknande organ tillverkat av ett rörformig material .I- ñ 5- r* n. nu o n u» o nl I _: 000' » g \ i Å, o no u u m..- J »- l f' z : u I z z v z : n z v I I 00' oo: o o 0 0 ' 0 ° som är bearbetat till den vågliknande formen hos den övre kan- ten och den nedre kanten. Enligt denna utföringsform utgår man således på mer konventionellt sätt från ett rörmaterial som ka- pas till lämpliga längder, varvid den övre kanten och den nedre kanten bearbetas till lämplig form.According to a further embodiment of the invention, substantially every sleeve-like member is made of a tubular material. - J »- lf 'z: u I zzvz: nzv II 00' oo: oo 0 0 '0 ° which is worked into the wave-like shape of the upper edge and the lower edge. According to this embodiment, the starting point is thus in a more conventional manner a pipe material which is cut to suitable lengths, the upper edge and the lower edge being machined into a suitable shape.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har det hyls- liknande organet, sett i den längsgående axelns riktning, fyra väsentligen ortogonala làngsidor, varvid varje långsida innefat- tar en av nämnda åsar. Sådana làngsidor tillhandahåller en lämplig elasticitet hos det hylsliknande organet och speciellt hos de åsar som skall ligga an mot bränslestaven. Därvid kan varje långsida innefatta en av nämnda vågtoppar hos den övre kanten och en av nämnda vågtoppar hos den nedre kanten. Vidare har det hylsliknande organet, sett i den längsgående axelns riktning, med fördel fyra väsentligen ortogonala kortsidor, varvid varje kortsida förbinder två av nämnda långsidor och innefattar med ett avsnitt av en av nämnda vågdalar hos den övre kanten och ett avsnitt av en av nämnda vågdalar hos den nedre kanten.According to a further embodiment of the invention, the sleeve-like member, seen in the direction of the longitudinal axis, has four substantially orthogonal long sides, each long side comprising one of said ridges. Such long sides provide a suitable elasticity of the sleeve-like member and especially of the ridges which are to abut against the fuel rod. In this case, each long side may comprise one of said wave peaks of the upper edge and one of said wave peaks of the lower edge. Furthermore, the sleeve-like member, seen in the direction of the longitudinal axis, advantageously has four substantially orthogonal short sides, each short side connecting two of said long sides and comprising with a section of one of said wave valleys of the upper edge and a section of one of said wave valleys at the lower edge.

Nämnda kantavsnitt kan vara väsentligen rakt och vinkelrätt mot den längsgående axeln och är således lämpat för att svetsas samman med ett motsvarande avsnitt hos ett intilliggande hyls- liknande organ.Said edge section can be substantially straight and perpendicular to the longitudinal axis and is thus suitable for being welded together with a corresponding section of an adjacent sleeve-like member.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har det hyls- liknande organet har en materialtjocklek som är mindre än 0,24 mm, företrädesvis mindre än eller lika med 0,20 mm och mer fö- reträdesvis mindre än eller lika med 0,18 mm. Med en sådan tunn materialtjocklek uppnås två väsentliga fördelar, nämligen en liten materialmängd hos spridaren, vilket ger en låg neutron- absorption, och ett lågt flödesmotstånd genom spridaren, vilket bidrar till ett lågt tryckfall i reaktorn.According to a further embodiment of the invention, the sleeve-like member has a material thickness which is less than 0.24 mm, preferably less than or equal to 0.20 mm and more preferably less than or equal to 0.18 mm. With such a thin material thickness, two significant advantages are achieved, namely a small amount of material in the injector, which gives a low neutron absorption, and a low flow resistance through the injector, which contributes to a low pressure drop in the reactor.

Den nukleära anläggningen är inrättad att medge cirkulation av ett kylmedelsflöde och spridaren är inrättad att befinna sig i detta kylmedelsflöde, varvid spridaren enligt en ytterligare utfö- row* man v.._\ ___ s. o U c c o n o O O on ringsform av uppfinningen kan innefatta åtminstone en fena för att påverka kyimedelsflödet. En sådan påverkan kan innefatta att kulmedelsflödet styrs i riktning mot åtminstone en intilliggan- de bränslestav och/eller att turbulens skapas i kyimedelsflödet.The nuclear plant is arranged to allow circulation of a coolant flow and the diffuser is arranged to be in this coolant flow, whereby the diffuser according to a further embodiment may comprise a form of the invention. at least one fin to affect the flow of refrigerant. Such an effect may include that the flow of coolant is controlled in the direction of at least one adjacent fuel rod and / or that turbulence is created in the flow of coolant.

Pà så vis kan en god kylning säkerställas och torrkokning för- hindras. Med fördel är nämnda fena bildad av ett materialavsnitt som sträcker sig från det första förbindningspartiet. En sådan fena kan på ett enkelt sätt åstadkommas i samband med till- verkningen av det hylsliknande organet och formningen av det plåtformiga materialet som skall böjas till det hylsliknande orga- net. l samband med denna böjningsoperation kan även fenan böjas ut till lämplig vinkel. Det hylsliknande organet kan emel- lertid också innefatta en slits som sträcker sig från åtminstone en av den övre och nedre kanten och som medger utböjning av en del hos det hylsliknande organet för bildande av nämnda fena. Med fördel lutar nämnda fena i förhållande till den längs- gående axeln. Vidare kan nämnda fena lämpligen sträcka sig utåt från en nämnda långsidor.In this way, good cooling can be ensured and dry cooking can be prevented. Advantageously, said fin is formed by a section of material extending from the first connecting portion. Such a fin can be achieved in a simple manner in connection with the manufacture of the sleeve-like member and the formation of the plate-shaped material which is to be bent into the sleeve-like member. In connection with this bending operation, the fin can also be bent out to a suitable angle. However, the sleeve-like member may also comprise a slot extending from at least one of the upper and lower edges and allowing a portion of the sleeve-like member to deflect to form said fin. Advantageously, said fin is inclined relative to the longitudinal axis. Furthermore, said fins may suitably extend outwards from said long sides.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har spridaren, sedd i den längsgående axelns riktning, en väsentligen fyrhörnig form och innefattar åtminstone två separata yttre kantelement som sträcker sig längs var sin sida av spridaren. Sådana kantelement bidrar till att öka hållfastheten hos spridaren och hålla samman de hylsliknande organen. Kantelementen kan också med fördel tillhandahålla ytor som är inrättade att under- lätta bränsleenhetens införande i det inledningsvis nämnda höl- jet och att skapa en hydraulisk dämpningen mot höljets inner- vägg under drift av anläggningen.According to a further embodiment of the invention, the spreader, seen in the direction of the longitudinal axis, has a substantially quadrangular shape and comprises at least two separate outer edge elements which extend along each side of the spreader. Such edge elements help to increase the strength of the diffuser and hold the sleeve-like members together. The edge elements can also advantageously provide surfaces which are arranged to facilitate the introduction of the fuel unit into the housing mentioned in the introduction and to create a hydraulic damping against the inner wall of the housing during operation of the plant.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är ett av nämnda fyra hörn reducerat genom frånvaro av ett yttre hylslik- nande organ och att spridaren innefattar ett separat inre kantelement som sträcker sig längs två av nämnda sidor och längs nämnda reducerade hörn. Därvid kan det inre kantele- mentet innefatta en fena som befinner sig vid nämnda reducera- de hörn och som lutar uppåt och inåt mot ett centrum hos spri- daren. Ändamålet uppnås också med den inledningsvis angivna bräns- leenheten som kännetecknas av att den övre kanten, sett tvärs den längsgående axeln, har en vågliknande form med vågtoppar som ligger i linje med var sin av nämnda åsar och med vàgdalar som befinner sig mellan två intilliggande av nämnda åsar.According to a further embodiment of the invention, one of said four corners is reduced by the absence of an outer sleeve-like member and that the spreader comprises a separate inner edge element extending along two of said sides and along said reduced corner. In this case, the inner edge element may comprise a fin which is located at said reduced corners and which slopes upwards and inwards towards a center of the spreader. The object is also achieved with the initially stated fuel unit, which is characterized in that the upper edge, seen across the longitudinal axis, has a wave-like shape with wave peaks which are in line with each of said ridges and with wave valleys located between two adjacent said ridges.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinningen skall nu förklaras närmare med hjälp av olika utföringsformer och med hänvisning till de bifogade rit- ningarna.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be explained in more detail by means of various embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 visar schematisk en nukleär anläggning.Fig. 1 schematically shows a nuclear plant.

Fig. 2 visar schematiskt en bränslepatron för en kokarvat- tenreaktor och med fyra bränsleenheter.Fig. 2 schematically shows a fuel assembly for a boiling water reactor and with four fuel units.

Fig. 3 visar schematiskt en bränslepatron för en tryckvatten- reaktor och med en bränsleenhet.Fig. 3 schematically shows a fuel assembly for a pressurized water reactor and with a fuel unit.

Fig. 4 visar en vy från sidan av en spridare för en bränsle- enhet Fig. 5 visar en vy från ovan av spridaren i Fig. 4.Fig. 4 shows a side view of a spreader for a fuel unit. Fig. 5 shows a top view of the spreader in Fig. 4.

Fig. 6 visar en vy från sidan av ett hylsliknande organ hos spridaren i Fig. 4.Fig. 6 shows a side view of a sleeve-like member of the diffuser in Fig. 4.

Fig. 7 visar en vy från ovan av det hylsliknande organet i Fig. 6.Fig. 7 shows a top view of the sleeve-like member in Fig. 6.

Fig. 8 visar en vy från sidan av ett plåtformigt material för bildande av det hylsliknande organeti Fig. 6.Fig. 8 shows a side view of a sheet-shaped material for forming the sleeve-like organ Fig. 6.

Fig. 9 visar en vy från ovan av det plåtformiga materialet i Fig. 8.Fig. 9 shows a top view of the sheet material in Fig. 8.

Fig. 10 visar en vy från sidan av ett yttre kantelement hos spridaren i Fig. 4.Fig. 10 shows a side view of an outer edge element of the spreader in Fig. 4.

Fig. 11 visar en vy från ovan av det yttre kantelementet i Fig.Fig. 11 shows a top view of the outer edge element in Figs.

. F' n 1' rv n, ;"\_ -.., -_ t.) I ÛÖÛI L: i f' c o I ø o ~ u I a u oo 11 Fig. 12 visar en vy från sidan av ett inre Kantelement hos spridaren i Fig. 4.. F 'n 1' rv n,; "\ _ - .., -_ t.) I ÛÖÛI L: if 'co I ø o ~ u I au oo 11 Fig. 12 shows a side view of an inner edge element of the spreader in Fig. 4.

Fig. 13 visar en vy från ovan av det inre kantelementet i Fig. 12.Fig. 13 shows a top view of the inner edge element of Fig. 12.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA IUTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt en nukleär anläggning innefattande en reaktor 1. Reaktorn 1 innefattar en reaktortank 2 som innesluter en härd 3. Härden 3 innefattar ett antal bränslepatroner 4 som var och en innefattar ett antal bränslestavar 5, se Fig. 2 och 3.DETAILED DESCRIPTION OF VARIOUS EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 schematically shows a nuclear plant comprising a reactor 1. The reactor 1 comprises a reactor tank 2 enclosing a core 3. The core 3 comprises a number of fuel assemblies 4, each comprising a number of fuel residues Figs. 2 and 3.

Varje bränslestav 5 innefattar ett kapslihgsrör och ett kärn- bränsle i form av en stapel med bränslekutlsar (ej visade) som är inneslutna i kapslingsröret. Genom den nukleära anläggningen strömmar ett kylmedel, i detta fall vatten, som värms av kärnre- aktionen i kärnbränslet. Kylmedlet strömmar genom härden 3 och in i varje bränslepatron 4 i kontakt med varje bränslestav 5.Each fuel rod 5 comprises a canister pipe and a nuclear fuel in the form of a stack of fuel outlets (not shown) enclosed in the canister pipe. A coolant, in this case water, flows through the nuclear plant, which is heated by the nuclear reaction in the nuclear fuel. The coolant flows through the core 3 and into each fuel assembly 4 in contact with each fuel rod 5.

Det uppvärmda kylmedlet leds vi en första förbindelse 10 till en anläggning 11 för utvinning av värmeenergin ur kylmedlet. An- läggningen 11 kan innefattar en turbin ooh en Kondensor. Det kylda kylmedlet leds tillbaka till reaktorn 1 via en andra förbin- delse 12. Reaktorn 1 kan vara av kokarvattentyp, BWR, varvid kylmedlet förångas i härden 3 och leds till' anläggningen 11 så- som ånga för drivning av en àngturbin. Reaktorn 1 kan också vara av tryckvattentyp, PWR, varvid kylmedlet inte förångas utan leds till en värmeväxlare hos anläggningen 11 för förång- ning av ett medium i en annan krets som inlnefattar en turbin.The heated coolant is led to a first connection 10 to a plant 11 for recovering the heat energy from the coolant. The plant 11 may comprise a turbine and a condenser. The cooled coolant is returned to the reactor 1 via a second connection 12. The reactor 1 may be of the boiling water type, BWR, whereby the coolant is evaporated in the core 3 and led to the plant 11 as steam for driving a steam turbine. The reactor 1 can also be of the pressurized water type, PWR, whereby the coolant is not evaporated but is led to a heat exchanger of the plant 11 for evaporating a medium in another circuit which includes a turbine.

Fig. 2 visar schematiskt en bränslepatron -4 för en kokarvatten- reaktor. I den visade utföringsformen inneflattar bränslepatronen 4 fyra bränsleenheter 20, som var och em innefattar ett flertal bränslestavar 5 och är placerade i var sitt lutrymme i en box 21.Fig. 2 schematically shows a fuel assembly -4 for a boiling water reactor. In the embodiment shown, the fuel assembly 4 comprises four fuel units 20, each of which comprises a plurality of fuel rods 5 and are located in their respective inclined spaces in a box 21.

Mellan dessa utrymmen och de fyra bränsleenheterna 20 sträcker sig kylmedelskanaler. Varje bränsleenhet 20 hålls samman med hjälp av ett antal spridare 3D, exempelvis sex till 1- .« x _ j' (w Fi 4 f. vara: I ..,_: _... .i _; z.. , . . ... *v i f” 1 u o n o u o c ~ c u nu 12 tio spridare 30. En bränslepatron 4 med denna principiella upp- byggnad visas i det inledningsvis nämnda dokumentet, US-A- ,875,223.Between these spaces and the four fuel units 20, coolant channels extend. Each fuel unit 20 is held together by a number of 3D diffusers, for example six to 1-. «X _ j '(w Fi 4 f. Be: I .., _: _... .i _; z .., ...

Fig. 3 visar schematiskt en bränslepatron 4 för en tryckvattenre- aktor. Den visade bränslepatronen 4 innefattar en bränsleenhet som innefattar ett flertal bränslestavar 5. Bränslepatronen 4 innefattar vanligen en övre stödplatta 25, en nedre stödplatta 26 och ett antal ledrör 27, som sträcker sig mellan och förbinder stödplattorna 25 och 26 och som kan vara inrättade att mottaga en styrstav (ej visad). Bränslestavarna 5 i bränsleenheten 20 hålls samman med ett antal spridare 30, exempelvis sex till åtta spridare 30. Bränsleenheten 20 är vidare förbunden med ledrö- ren 27 via spridarna 30 på i sig känt sätt.Fig. 3 schematically shows a fuel assembly 4 for a pressurized water reactor. The fuel assembly 4 shown comprises a fuel assembly comprising a plurality of fuel rods 5. The fuel assembly 4 typically includes an upper support plate 25, a lower support plate 26 and a plurality of guide tubes 27 extending between and connecting the support plates 25 and 26 a joystick (not shown). The fuel rods 5 in the fuel unit 20 are held together with a number of injectors 30, for example six to eight injectors 30. The fuel unit 20 is further connected to the guide pipes 27 via the injectors 30 in a manner known per se.

Spridarnas 30 utformning och tillverkning skall nu förklaras när- mare med hänvisning till Fig. 4 - 13. l den utföringsform som vi- sas i Fig. 4 - 13 är spridarna 30 avsedda för en bränslepatron 4 för en reaktor 1 av kokarvattentyp och innefattande fyra bräns- leenheter 20. Det skall emellertid noteras att uppfinningen även är tillämplig på bränslepatroner som är avsedda för kokarvatten- reaktorer och som innefattar ett annat antal än fyra bränsleen- heter, exempelvis endast en bränsleenhet. Uppfinningen är ock- så tillämplig på bränslepatroner 4 för reaktorer 1 av tryckvat- tentyp, se Fig. 3.The design and manufacture of the injectors 30 will now be explained in more detail with reference to Figs. 4 - 13. In the embodiment shown in Figs. fuel units 20. However, it should be noted that the invention is also applicable to fuel assemblies which are intended for boiling water reactors and which comprise a number other than four fuel units, for example only one fuel unit. The invention is also applicable to fuel assemblies 4 for reactors 1 of the pressurized water type, see Fig. 3.

Spridaren 30 innesluter ett antal celler 31 som var och en har en längsgående axel x, se Fig 6, som är avsedd att sträcka sig vä- sentligen vertikalt när bränsleenheten 20 är placerad i en reak- tor 1. Varje sådan cell 31 är i den visade utföringsformen inrät- tad att mottaga en bränslestav 5 på så sätt att bränslestaven 5 sträcker sig parallellt med den längsgående axeln x.The diffuser 30 encloses a number of cells 31 each having a longitudinal axis x, see Fig. 6, which is intended to extend substantially vertically when the fuel unit 20 is located in a reactor 1. Each such cell 31 is in the shown the embodiment arranged to receive a fuel rod 5 in such a way that the fuel rod 5 extends parallel to the longitudinal axis x.

Varje cell 31 bildas av ett hylsliknande organ 32, se Fig. 6 - 9, som har en övre kant 33 och en nedre kant 34. Det hylsliknande organet 32 innefattar vidare fyra åsar 35 som skjuter ut inåt mot o u ø | o ; o n I O I~ 13 _den längsgående axeln x och mot den bränslestav 5 som sträcker sig genom cellen 31. Varje äs 35 sträcker sig väsentli- gen parallellt med den längsgående axeln x utmed det hylslik- nande organets 32 väsentligen hela längd från den övre kanten 33 till den nedre kanten 34. Tack vare att åsarna 35 skjuter ut mot bränslestaven skapas en relativt bred spalt mellan bränsle- staven 5 och det hylsliknande organet i närheten av åsarna 35.Each cell 31 is formed by a sleeve-like member 32, see Figs. 6-9, which has an upper edge 33 and a lower edge 34. The sleeve-like member 32 further comprises four ridges 35 projecting inwardly toward o u ø | o; the longitudinal axis x and toward the fuel rod 5 extending through the cell 31. Each axis 35 extends substantially parallel to the longitudinal axis x along the substantially entire length of the sleeve-like member 32 from the upper edge 33 to the lower edge 34. Thanks to the ridges 35 projecting towards the fuel rod, a relatively wide gap is created between the fuel rod 5 and the sleeve-like member in the vicinity of the ridges 35.

På så sätt säkerställs en god kylning.In this way a good cooling is ensured.

Den övre kanten 33 och den nedre kanten 34 har, sett tvärs den längsgående axeln x, en vågliknande form med vågtoppar 36 och vågdalar 37. Vågtopparna 36 hos den övre kanten 33 ligger i linje med en respektive vågtopp 36 hos den nedre kanten 34 och med var sin av åsarna 35. Vågdalarna 37 hos den övre kanten 33 ligger i linje med en respektive vågdal 37 hos den nedre kanten. Vågdalarna 37 befinner sig mellan två intilliggan- de åsar 35.The upper edge 33 and the lower edge 34 have, seen across the longitudinal axis x, a wave-like shape with wave peaks 36 and wave valleys 37. The wave peaks 36 of the upper edge 33 are in line with a respective wave peak 36 of the lower edge 34 and with each of the ridges 35. The wave valleys 37 of the upper edge 33 are in line with a respective wave valley 37 of the lower edge. Vågdalarna 37 is located between two adjacent ridges 35.

Varje hylsliknande organ 32 har, sett i den längsgående axelns x riktning, fyra väsentligen ortogonala långsidor 40 som var och en innefattar en av åsarna 35. Varje lângsida 40 innefattar såle- des också en av Vågtopparna 36 hos den övre kanten 33 och en av Vågtopparna 36 hos den nedre kanten 34. Vidare har varje hylsliknande organ 32, sett i den längsgående axelns x riktning, fyra väsentligen ortogonala kortsidor 41. Varje kortsida 41 för- binder två av längsidorna 40. Varje hylsliknande organ 32 har således, sett i den längsgående axelns x riktning, en åttahörnig grundform, se Fig. 7. Det skall emellertid noteras att denna grundform kan varieras, exempelvis kan de hylsliknande orga- nen 32 ha en mer cirkulärcylíndrisk form eller en mer fyrkantig form. Varje kortsida 41 innefattar ett avsnitt av en av Vågdalarna 37 hos den övre kanten 33 och ett avsnitt av en av vågdalarna 37 hos den nedre kanten 34. Dessa avsnitt är väsentligen raka och vinkelräta mot den längsgående axeln x.Each sleeve-like member 32 has, seen in the direction of the longitudinal axis x, four substantially orthogonal long sides 40 each comprising one of the ridges 35. Each long side 40 thus also comprises one of the wave crests 36 of the upper edge 33 and one of the wave crests 36 of the lower edge 34. Furthermore, each sleeve-like member 32, seen in the direction of the longitudinal axis x, has four substantially orthogonal short sides 41. Each short side 41 connects two of the longitudinal sides 40. Thus, each sleeve-like member 32 has, seen in the longitudinal direction x of the axis, an octagonal basic shape, see Fig. 7. It should be noted, however, that this basic shape can be varied, for example the sleeve-like members 32 may have a more circular-cylindrical shape or a more square shape. Each short side 41 comprises a section of one of the wave valleys 37 of the upper edge 33 and a section of one of the wave valleys 37 of the lower edge 34. These sections are substantially straight and perpendicular to the longitudinal axis x.

Pfïïj f* »__-J *JA _ A yf) u u u ; o o v ø o ø oo 14 De hylsliknande organen 32 ligger såsom framgår av Fig. 5 an mot varandra i spridaren 30 längs ett förbindningsområde som bildas av kortsidorna 41 hos två intilliggande hylsliknande organ 34. Detta förbindningsområde sträcker sig således parallellt med den längsgående axeln x mellan ovan nämnda avsnitt hos en av vågdalarna 37 hos de övre kanterna 33 och ovan nämnda av- snitt hos en av vàgdalar 37 hos de nedre kanterna 34. De hyls- liknande organen 32 är vidare permanent förbundna med var- andra medelst svetsfogar. Varje sådan svetsfog innefattar en kantsvets vid nämnda förbindningsområde vid åtminstone en av den övre kanten 33 och den nedre kanten 34. Företrädesvis är en sådan kantsvets anordnad både vid den övre kanten 33 och den nedre kanten 34. Eftersom kantsvetsarna i detta fall befin- ner sig vid de motstående vågdalarna 37 kommer de att vara relativt nära varandra, vilket är fördelaktigt ut hållfasthetssyn- punkt. De väsentligen raka avsnitten lämpar sig för applicering av sådana kantsvetsar.Pfïïj f * »__- J * JA _ A yf) u u u; As shown in Fig. 5, the sleeve-like members 32 abut each other in the spreader 30 along a connecting area formed by the short sides 41 of two adjacent sleeve-like members 34. This connecting area thus extends parallel to the longitudinal axis x between the above-mentioned section of one of the wave valleys 37 of the upper edges 33 and the above-mentioned section of one of the wave valleys 37 of the lower edges 34. The sleeve-like members 32 are further permanently connected to each other by means of welds. Each such weld joint comprises an edge weld at said connecting area at at least one of the upper edge 33 and the lower edge 34. Preferably such an edge weld is arranged both at the upper edge 33 and the lower edge 34. Since the edge welds in this case are located at the opposite wave valleys 37 they will be relatively close to each other, which is advantageous from a strength point of view. The substantially straight sections are suitable for the application of such edge welds.

Spridaren 30 har, sedd i den längsgående axelns x riktning, en väsentligen fyrhörnig form, se Fig. 5. Spridaren 30 innefattar åtminstone två separata yttre Kantelement 50 som sträcker sig längs var sin sida av spridaren 30. Ett sådant yttre kantelement 50 visas närmare i Fig. 10 och 11. Spridaren 30 innefattar vidare ett separat yttre kantelement 51 som sträcker sig längs två av sidorna hos spridaren 30. Det inre kantelementet 51 visas när- mare i Fig. 12 och 13. Kantelementen 50, 51 skapar således en icke sluten eller öppen ram som bidrar till spridarens 30 håll- fasthet och tillhandahåller ytterytor 52 hos spridaren 30. Dessa ytterytor 52 underlättar bränsleenhetens 20 införande i boxen 21 och skapar en hydraulisk dämpning mot boxens 21 innervägg.The spreader 30, seen in the direction of the longitudinal axis x, has a substantially quadrangular shape, see Fig. 5. The spreader 30 comprises at least two separate outer edge elements 50 which extend along each side of the spreader 30. Such an outer edge element 50 is shown in more detail in Figs. 10 and 11. The spreader 30 further comprises a separate outer edge element 51 which extends along two of the sides of the spreader 30. The inner edge element 51 is shown in more detail in Figs. 12 and 13. The edge elements 50, 51 thus create a non-closed or open frame which contributes to the strength of the diffuser 30 and provides outer surfaces 52 of the diffuser 30. These outer surfaces 52 facilitate the insertion of the fuel unit 20 into the box 21 and create a hydraulic damping against the inner wall of the box 21.

Tack vare att ramen är öppen i tre hörn tillåts de hylsliknande organen 32 i dessa hörn att fjädra utåt. Såsom framgår av Fig. 4 har kantelementen 50, 51 en längre utsträckning i vertikalled, dvs. parallellt med den längsgående axeln x än de hylsliknande organen 32. l synnerhet sträcker sig kantelementen 50, 51 ett avsevärt stycke ovanför de hylsliknade organens 32 övre ände, vilken befinner sig i höjd med vàgtopparna 36.Due to the fact that the frame is open in three corners, the sleeve-like members 32 in these corners are allowed to spring outwards. As can be seen from Fig. 4, the edge elements 50, 51 have a longer extension in the vertical direction, i.e. in parallel with the longitudinal axis x than the sleeve-like members 32. In particular, the edge elements 50, 51 extend a considerable distance above the upper end of the sleeve-like members 32, which is at a height with the weight peaks 36.

Såsom framgår av Fig. 5 är ett av spridarens 30 fyra hörn redu- cerat genom frånvaro av ett yttre hylsliknande organ 32. Syftet med denna reducering är att skapa utrymme för en central vat- tenkanal genom boxen 21. Det inre kantelementet 51 sträcker sig runt det reducerade hörnet. Det inre kantelementet 51 är således vänt inåt i boxen 21 mot den centrala vattenkanalen.As shown in Fig. 5, one of the four corners of the diffuser 30 is reduced by the absence of an outer sleeve-like member 32. The purpose of this reduction is to create space for a central water channel through the box 21. The inner edge element 51 extends around the reduced corner. The inner edge element 51 is thus turned inwards in the box 21 towards the central water channel.

Det inre kantelementet 51 innefattar vidare en fena 53 som be- finner sig vid nämnda reducerade hörn och som lutar uppåt och inåt mot ett centrum hos spridaren 30.The inner edge element 51 further comprises a fin 53 which is located at said reduced corner and which slopes upwards and inwards towards a center of the diffuser 30.

Det hylsliknande organen 32 är tillverkade av en nickelbaserad legering såsom Alloy X-750, Alloy 718, Alloy 650, Alloy 690 eller Alloy 600. De hylsliknande organen 32 kan också vara tillverka- de av en zirkoniumbaserade legering, såsom olika typer av Zir- caloy-legeringar, av rostfritt stål eller av kombinationer av dessa legeringar. En viktig aspekt är emellertid att de hylsliknande or- ganen 32 skall ha en liten materialtjocklek som är mindre än 0,24 mm, mindre än eller lika med 0,20 mm eller mindre än eller lika med 0,18 mm.The sleeve-like members 32 are made of a nickel-based alloy such as Alloy X-750, Alloy 718, Alloy 650, Alloy 690 or Alloy 600. The sleeve-like members 32 may also be made of a zirconium-based alloy, such as various types of Zircaloy. -alloys, of stainless steel or of combinations of these alloys. An important aspect, however, is that the sleeve-like members 32 should have a small material thickness that is less than 0.24 mm, less than or equal to 0.20 mm or less than or equal to 0.18 mm.

Enligt ett första alternativ är det hylsformiga organet 32 tillverkat av ett plåtformigt material i form av ett plåtband 60, se Fig. 8 och 9. Plåtbandet 60 har den ovan nämnda materialtjockleken.According to a first alternative, the sleeve-shaped member 32 is made of a sheet-shaped material in the form of a sheet metal strip 60, see Figs. 8 and 9. The sheet metal strip 60 has the above-mentioned material thickness.

Vid tillverkningen bearbetas en plåt till plåtbandet 60 med den i Fig. 8 och 9 visade formen, exempelvis medelst stansning. Plåt- bandet 60 böjs sedan till den hylsliknande formen. Plåtbandet 60 har före denna böjning ett första förbindningsparti 61 i när- heten av en första ände av plåtbandet 60 och ett andra förbind- ningsparti 62 i närheten av en andra ände av plåtbandet 60.During manufacture, a sheet is machined to the sheet metal strip 60 with the shape shown in Figs. 8 and 9, for example by means of punching. The sheet metal strip 60 is then bent into the sleeve-like shape. Prior to this bending, the sheet metal strip 60 has a first connecting portion 61 in the vicinity of a first end of the sheet metal strip 60 and a second connecting portion 62 in the vicinity of a second end of the sheet metal strip 60.

Plåtbandet 60 böjs på ett sådant sätt att efter böjningen över- lappar det första förbindningspartiet 61 det andra förbindnings- partiet 62. Efter böjningen förbinds förbindningspartierna 61 och 62 med varandra genom applicering av en svetsförbindning, ex- FÖI" \/'¿..\J o ø a - u o c v o nu 16 empelvis i form av två punktsvetsar 63 som sträcker sig genom de två partierna 61 och 62, se Fig. 6. Eftersom plàtbandet 60 har en liten materialtjocklek kan den ovan nämnda överlapp- ningen tillåtas med bibehållande av en totalt liten materialmängd hos det hylsliknande organet 32 och utan att det får någon ne- gativ effekt på flödesmotståndet. Tillverkningen av det hylslik- nande organet 32 blir med denna metod mycket enkel och de övre och nedre kanterna 33, 34 kan på ett enkelt sätt ges den visade vågliknande formen. En ytterligare fördel är att storleken på det hylsliknande organet 32 med avseende på den yttre dia- metern sett i den längsgående axelns x riktning kan varieras på ett enkelt sätt. Detta är väsentligt eftersom det är vanligt att de hylsliknande organen 32 i en spridare innefattar hylsliknande organ 32 med olika diameter.The sheet metal strip 60 is bent in such a way that after the bending the first connecting portion 61 overlaps the second connecting portion 62. After the bending, the connecting portions 61 and 62 are connected to each other by applying a welded connection, e.g. J o ø a - uocvo now 16, for example, in the form of two spot welds 63 extending through the two portions 61 and 62, see Fig. 6. Since the plate strip 60 has a small material thickness, the above-mentioned overlap can be allowed while maintaining a a total small amount of material of the sleeve-like member 32 and without it having any negative effect on the flow resistance.The manufacture of the sleeve-like member 32 becomes very simple with this method and the upper and lower edges 33, 34 can be easily given A further advantage is that the size of the sleeve-like member 32 with respect to the outer diameter seen in the direction of the longitudinal axis x can be varied in a simple manner. . This is essential because it is common for the sleeve-like members 32 in a spreader to include sleeve-like members 32 of different diameters.

Vid tillverkningen av spridaren böjs således de olika plåtbanden 60 på det ovan beskrivna sättet. Med fördel svetsas de enskilda böjda plåtbanden 60 medelst ovan nämnda punktsvets eller punktsvetsar 63 för att hålla ihop de hylsliknande organen 32 under monteringen av själva spridaren 30. Det är emellertid möjligt att ersätta denna eller dessa punktsvetsar 63 med en mer eller mindre tillfällig förbindning under monteringen av själ- va spridaren 30, exempelvis lödning. De hylsliknande organen 32 placeras sedan i en fixtur eller liknande i den position de skall ha i spridaren 30. Därefter svetsas de hylsliknande orga- nen 32 samman med varandra medelst de ovan nämnda kant- svetsarna längs nämnda avsnitt hos vågdalarna 37. Kantsvet- sarna kan med fördel utföras som smältsvetsar med hjälp av la- sersvetsning eller elektronstrålesvetsning.Thus, in the manufacture of the spreader, the various sheet metal strips 60 are bent in the manner described above. Advantageously, the individual bent sheet metal strips 60 are welded by means of the above-mentioned spot weld or spot welds 63 to hold the sleeve-like members 32 together during the assembly of the spreader 30. However, it is possible to replace this or these spot welds 63 with a more or less temporary connection during assembly. of the diffuser 30 itself, for example soldering. The sleeve-like members 32 are then placed in a fixture or the like in the position they are to have in the spreader 30. Thereafter, the sleeve-like members 32 are welded together by means of the above-mentioned edge welds along said section of the wave valleys 37. The edge welds can advantageously performed as fusion welds by means of laser welding or electron beam welding.

Det är också möjligt att placera de böjda plåtbanden 60 direkt i en fixtur som håller alla dessa under svetsningen med hjälp av ovan nämnda kantsvetsar, dvs. utan någon sammanfogning av plàtbandens 60 ändpartier 61, 62. o Q o n o 0 I 0 I I' 17 Kantelementen 50, 51 kan placeras mot de hylsliknande orga- nen 32 i ovan nämnda fixtur eller liknande och svetsas vid de hylsliknande organen 32 i samband med appliceringen av nämnda kantsvetsar. Det är också möjligt att applicera och svet- sa fast kantelementen 50, 51 först efter det att de hylsliknande organen 32 har svetsats vid varandra.It is also possible to place the bent sheet metal strips 60 directly in a fixture which holds all of these during welding by means of the above-mentioned edge welds, i.e. without any joining of the end portions 61, 62 of the plate strips 60. The edge elements 50, 51 can be placed against the sleeve-like members 32 in the above-mentioned fixture or the like and welded to the sleeve-like members 32 in connection with the application. of said edge welds. It is also possible to apply and weld the edge elements 50, 51 only after the sleeve-like members 32 have been welded to each other.

Enligt ett andra alternativ är det hylsliknande organ 32 tillverkat av ett rörformig material som har den ovan nämnda material- tjockleken. Det rörformiga materialet kapas till lämplig storlek varefter den övre kanten 33 och den nedre kanten 34 bearbetas till den visade vågliknande formen. De visade åsarna kan åstad- kommas genom en pressningsoperation eller vara anordnade på det ursprungliga rörformiga materialet. Åtminstone några av spridarna 30 i bränsleenheten 20 innefattar en eller flera fenor 70 för att påverka kylmedelsflödet. Med en sådan fena 70 kan kylmedlet exempelvis styras i riktning mot åtminstone en intilliggande bränslestav 5. Med en sådan fena 70 kan också skapas turbulens i kylmedelsflödet. Med fördel är en sådan fena 70 bildad av ett materialavsnitt 64 som sträcker sig från det första förbindningspartiet 61, se Fig. 8. En sådan fena 70 kan tillverkas på ett enkelt sätt genom en utböjning av mate- rialavsnittet 64 utanför det första förbindningspartiet 61 längs en vikningslinje 71 på så sätt att fenan 70 sträcker sig utåt från en av làngsidorna 40 och lutar i förhållande till den längsgående axeln x.According to a second alternative, the sleeve-like member 32 is made of a tubular material having the above-mentioned material thickness. The tubular material is cut to a suitable size, after which the upper edge 33 and the lower edge 34 are processed into the wave-like shape shown. The ridges shown can be produced by a pressing operation or be arranged on the original tubular material. At least some of the diffusers 30 in the fuel unit 20 include one or more fins 70 for influencing the coolant flow. With such a fin 70, the coolant can, for example, be directed in the direction of at least one adjacent fuel rod 5. With such a fin 70, turbulence can also be created in the coolant flow. Advantageously, such a fin 70 is formed by a material section 64 extending from the first connecting portion 61, see Fig. 8. Such a fin 70 can be manufactured in a simple manner by a deflection of the material section 64 outside the first connecting portion 61 along a folding line 71 such that the fin 70 extends outwardly from one of the longitudinal sides 40 and is inclined relative to the longitudinal axis x.

Enligt en annan utföringsform kan det hylsliknande organet 32 innefattar en slits 72 som sträcker sig från den övre kanten 33 och/eller den nedre kanten 34, se Fig. 8. Slitsen 71 medger ut- böjning av en del av plåtbandet 60 eller det rörformiga materia- let för bildande av fenan 70, se även WO02/03394 som visar hur en sådan fena 70 kan åstadkommas.According to another embodiment, the sleeve-like member 32 may comprise a slot 72 extending from the upper edge 33 and / or the lower edge 34, see Fig. 8. The slot 71 allows deflection of a part of the sheet metal strip 60 or the tubular material for the formation of the fin 70, see also WO02 / 03394 which shows how such a fin 70 can be produced.

CIO! l r f* 5_ fi 4 nu u. o o u o u. 'z .z :In \_,_,_\,3 L; ',,' ' :g :: :n ::o :a n oc” u' u: . o u o a .- 18 Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljan- de patentkraven. Exempelvis skall noteras att den angivna våg- formen kan inkludera alla tänkbara vågformer, såsom en ren si- nusvàg, en fyrkantvåg, en trekantvåg och blandningar av dessa former.CIO! l r f * 5_ fi 4 nu u. o o u o u. 'z .z: In \ _, _, _ \, 3 L; ',,' ': g ::: n :: o: a n oc ”u' u:. The invention is not limited to the embodiments shown but can be varied and modified within the scope of the appended claims. For example, it should be noted that the indicated waveform may include all conceivable waveforms, such as a pure sine wave, a square wave, a triangular wave and mixtures of these shapes.

Claims

10 15 20 25 30 35 f "4- Û,..“ Q i _. M § ": §": š:. ": §. : ':' ß 'i 5: 2' o n o ocean n o l o o o o 0 19 Patentkrav

A spreader for holding a plurality of elongate fuel rods (5) for placement in a nuclear plant, the spreader (30) enclosing a plurality of cells (31) each having a longitudinal axis (x) and arranged to receive a fuel rod (5) such that the fuel rod extends parallel to the longitudinal axis (x), each cell (31) being formed by a sleeve-like member (32) having an upper edge (33) and a lower edge (34) , the sleeve-like member (32) comprises a number of ridges (35) projecting inwardly towards the longitudinal axis (x) and extending substantially parallel to the longitudinal axis (x) for abutment against the fuel rod (5) to be received in the cell (31), and the lower edge (34), seen across the longitudinal axis (x), has a wave-like shape with wave crests (36) aligned with each of said ridges (35) and with wave troughs (37). ) located between two adjacent ridges (35), characterized in that the upper edge (33), seen transversely the longitudinal axis (x), has a wave-like shape with wave crests (36) which are in line with each of said ridges (35) and with wave valleys (37) which are located between two adjacent ridges (35).

Spreader according to claim 1, characterized in that said ridges (35) extend from the upper edge (33) to the lower edge (34).

Spreader according to any one of claims 1 and 2, characterized in that each sleeve-like member (32) comprises at least four of said ridges (35).

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-like means (32) abut one another in the spreader (30) along a connecting area which extends 10 15 20 25 30 35 F Ö 5- G Å Eco. : oo: § ë.oo: š. yellow: .E .å 20 parallel to the longitudinal axis (x) between one of said wave valleys (37) of the upper edge (33) and one of said wave valleys (37) of the lower edge (34).

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-like members (32) are permanently connected to one another by means of welds.

Spreader according to claims 4 and 5, characterized in that said weld joint comprises an edge weld at said connecting area at at least one of the upper edge (33) and the lower edge (34).

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that substantially each sleeve-like member (32) is made of a sheet-shaped material (60) which is bent into the sleeve-like shape.

Spreader according to claim 7, characterized in that the plate-shaped material (60) before said bending has a first connecting portion (61) in the vicinity of a first end of the sheet-shaped material (60) and a second connecting portion (62). in the vicinity of a second end of the sheet material (60), the first end overlapping the second end of the sleeve-like member (32) after said bending.

Spreader according to claim 8, characterized in that the first connecting portion (61) and the second connecting portion (62) are permanently connected to each other by means of at least one welded connection.

Spreader according to claim 9, characterized in that said welded connection comprises a spot weld (63).

A spreader according to any one of claims 1 to 6, characterized in that substantially each sleeve-like member (32) is made of a sprinkler. _; -J xJ | f.... I. 0 ooo I n; 21 tubular material machined into the wave-like shape of the upper edge (33) and the lower edge (34).

Spreader according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-like member (32) seen in the direction of the longitudinal axis (x) has four substantially orthogonal long sides (40), each long side comprising one of said ridges (35) .

Spreader according to claim 12, characterized in that each long side (40) comprises one of said wave crests (36) of the upper edge (33) and one of said wave crests (36) of the lower edge (34).

Spreader according to any one of claims 12 and 13, characterized in that the sleeve-like member (32) seen in the direction of the longitudinal axis (x) has four substantially orthogonal short sides (41), each short side connecting two of said long sides (40). ) and includes having a section of one of said wave valleys (37) of the upper edge (33) and a section of one of said wave valleys (37) of the lower edge (34).

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-like member (32) has a material thickness of less than 0.24 mm.

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-like member (32) has a material thickness of less than or equal to 0.20 mm.

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-like member (32) has a material thickness of less than or equal to 0.18 mm.

A spreader according to any one of the preceding claims, wherein the nuclear plant is arranged to allow circulation of a coolant flow and wherein the spreader (30) is arranged to be in this coolant flow, characterized in that the spreader (30 ) comprises at least one fin (70) for influencing the coolant flow.

Spreader according to claims 8 and 18, characterized in that said fin (70) is formed by a section of material (64) extending from the first connecting portion (61).

Spreader according to one of Claims 18 and 19, characterized in that the sleeve-like member (32) comprises a slot (71) extending from at least one of the upper edge (33) and the lower edge (34) and which allows deflection. of a portion of the sleeve-like member (32) for forming said fin (70).

Spreader according to any one of claims 19 and 20, characterized in that said fin (70) is inclined relative to the longitudinal axis (x).

Spreader according to at least claims 12 and 18, characterized in that said fin (70) extends outwards from one of said long sides (40).

Spreader according to one of the preceding claims, characterized in that the spreader (30), seen in the direction of the longitudinal axis (x), has a substantially quadrangular shape and comprises at least two separate outer edge elements (50) extending along each its side of the spreader (30).

Spreader according to claim 23, characterized in that one of the corners of the quadrangular shape is reduced by the absence of an outer sleeve-like member (32) and that the spreader (30) comprises a separate inner edge element (51) extending along two of said sides and along said reduced corners.

A spreader according to claim 24, characterized in that the inner edge element (51) comprises a fin (53) located at said reduced corner and said inclined upwards and inwards towards a center of the spreader (30).

A nuclear plant fuel unit comprising a plurality of elongate fuel rods (5) and a plurality of diffusers (30) for holding the fuel rods, the diffusers (30) enclosing a plurality of cells (31) each having a longitudinal axis (x) and is arranged to receive one of the fuel rods (5) in such a way that the fuel rod extends parallel to the longitudinal axis (x), each cell (31) being formed by a sleeve-like member (32) having an upper edge (33) and a lower edge (34), the sleeve-like member (32) comprising a plurality of ridges (35) projecting inwardly towards the longitudinal axis (x) and extending substantially parallel to the longitudinal axis (x) for abutment against the fuel rod (5) received in the cell (31), and the lower edge (34), seen across the longitudinal axis (x), has a wave-like shape with wave crests (36) aligned with each of said ridges (35) ) and with wave valleys (37) located between two adjacent ridges (35), characterized that the upper edge (33), seen across the longitudinal axis (x), has a wave-like shape with wave crests (36) which are in line with each of said ridges (35) and with wave troughs (37) which are located between two adjacent ridges (35).