SE534841C2 - En bränslepatron, en ledrörsanordning och användning av ledrörsanordningen - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en bränslepatron som innefattar ett nedremunstycke, en övre struktur, som innefattar ett övre munstycke(5), ett flertal bränslestavar och ett flertal ledrör (3). Det övremunstycket innefattar en passage och ett ringformigt spår (10) inämnda passage. Hylsan (11) är anordnad för att förbinda ledrö-ret (3) med det övre munstycket (5). Hylsan har åtminstone treskåror (12) och innefattar åtminstone tre utbuktningar (13). Var-je utbuktning (13) har två ändar och sträcker sig mellan två avskårorna (12). Åtminstone en ände hos utbuktningen (13)sträcker sig till en position på ett avstånd (d) från respektiveskåra (12). Uppfinningen avser också en ledrörsanordning (9)för användning i en bränslepatron. (Figur 3)

Description

534 841 Det övre munstycket är förbundet med bränslepatronen på ett avtagbart sätt. Detta är nödvändigt av flera skäl, till exempel för att få tillgång till bränslestavarna när dessa behöver bytas ut.

Bränslepatronerna transporteras in i och ut ur reaktorn genom att bränslepatronen lyfts i det övre munstycket. Detta innebär att förbindningsstrukturen som förbinder det övre munstycket med ledröret måste vara stark nog att hålla vikten av bränslepatro- nen.

Bortsett från den mekaniska förbindningsfunktionen tjänar ledrö- ren också till att hysa absorberande stavar eller styrstavar som används för att styra kedjereaktionen vid vilken tidpunkt som helst. Dessa styrstavar förs in i ledröret genom det övre mun- stycket, som har passager för detta ändamål. Styrstavarna förs in i ledröret med kraft och så snabbt som möjligt. Återigen är det viktigt att förbindningsstrukturen är stark nog att motstå dessa krafter.

US 4,617,171 beskriver en bränslepatron varvid utbuktníngen av ledrörets hylsa har olika profiler. Utbuktningen som beskrivs kan till exempel ha en rektangulär profil (figur 3), med förbindnings- gängor (figur 4) eller en dubbelkonisk profil (figur 5).

Alla utbuktningar som beskrivs i den tidigare tekniken sträcker sig från skåra till skåra på ett runtomgående sätt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att förbättra förbindningen av ledrörsanordningen i ett övre munstycke hos en bränslepa- tron.

Detta syfte uppnås med den inledningsvis angivna ledrörsan- ordningen som kännetecknas av att åtminstone en ände hos ut- buktningen sträcker sig till en position på ett avstånd fràn re- spektive skåra. 534 841 En effekt av denna nya profil hos utbuktningen är att ledrörsan- ordningen kan tåla en högre axiell belastning innan utbuktningen börjar räta ut sig. Detta ökar hållfastheten hos ledrörets förbind- ning med det övre munstycket.

En fördel med den förbättrade konstruktionen är att, genom att låta den cylindriska delen av hylsan passera förbi på åtminstone en sida av utbuktningen, måste materialet i detta område överskrida dragsträckgränsen innan utbuktningarna kan börja rätas ut. Därmed kan utbuktningen motstå en högre belastning. I den nuvarande konstruktionen av utbuktningarna kan utbukt- ningarna börja räta ut sig innan sträckgränsen har nåtts. Såsom förklarats ovan innebär detta en ökad säkerhet hos kärnreaktor- anläggningen.

De förbättrade utbuktningarna kan användas i befintliga förbind- ningsstrukturer utan att de andra delarna hos förbindningen be- höver omkonstrueras.

I den tidigare tekniken har olika profiler av utbuktningen beskri- vits för att förbättra förbindningen. Alla utbuktningar som be- skrivs sträcker sig från skåra till skåra på ett runtomgående sätt. inga antydningar ges om att hållfastheten hos förbindningen kan förbättras med en utbuktning bestående av två ändar och varvid åtminstone en ände hos utbuktningen sträcker sig till en position på ett avstånd från respektive skåra.

Föreliggande uppfinning avser vidare den inledningsvis angivna ledrörsanordningen som kännetecknas av att åtminstone en ände hos utbuktningen sträcker sig till en position på ett avstånd från respektive skåra.

Föreliggande uppfinning avser också användning av ledrörsan- ordningen i en bränslepatron. 534 84'l l en utföringsform av uppfinningen har utbuktningen en änddel på respektive ände, varvid änddelen har en krökt form i ett längsgående snitt och i ett tvärgående snitt utmed utbuktningen.

En sådan krökning kommer ytterligare att förbättra hàllfastheten hos hylsan och öka motståndet mot deformation av utbuktningen och hylsan. Således förbättras hylsans förbindning i det övre munstyckets passage ytterligare.

I en utföringsform av uppfinningen sträcker sig båda' ändar hos utbuktningen till en position på ett avstånd från respektive skå- ra. I en annan utföringsform, sträcker sig en ände hos utbukt- ningen till en position på ett avstånd från respektive skåra. l en annan utföringsform av uppfinningen är utbuktningarna an- ordnade så att det finns en utbuktning mellan varje par av an- gränsande skåror.

I en utföringsform av uppfinningen är utbuktningarna anordnade efter varandra längs en omkretsriktning.

I en utföringsform av uppfinningen har hylsan en väggtjocklek sedd i en radiell riktning med avseende på den längsgående riktningen.

Avståndet mellan utbuktningens ände och skäran kan vara vik- tigt för den axiella hàllfastheten hos materialet. I en utförings- form av uppfinningen är avståndet lika långt, eller åtminstone lika långt, som väggtjockleken hos hylsan. I en annan utförings- form är avståndet två eller tre gånger längre än väggtjockleken hos hylsan, eller ännu längre.

Väggtjockleken hos hylsan kan också vara viktig för den axiella hàllfastheten hos materialet. I en utföringsform av uppfinningen är väggtjockleken i intervallet från 0,20 till 0,50 mm. 534 841 Hylsan kan delas upp i flera skåror. I en utföringsform av upp- finningen har hylsan 3, 4, 5 eller 6 skåror.

Utbuktningarnas profil kan variera. I en utföringsform av uppfin- ningen har utbuktningen en cylindrisk profil sett i ett längsgåen- de snitt.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer *nu att förklaras närmare med hjälp av en beskrivning av olika utföringsformer och med hän- visning till bifogade ritningar.

Figur1 visar en sidovy av en bränslepatron hos en nukleär tryckvattenreaktor.

Figur 2 visar en delvis snittad vy av en förbindning av en led- rörsanordning och ett övre munstycke hos bränslepa- tronen i figur 1.

Figur 3 visar en förstorad vy av delarna som visas i figur 2.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Figur 1 visar en bränslepatron 1 för en nukleär tryckvattenreak- tor. Bränslepatronen 1 innefattar ett antal avlånga bränslestavar 2 och ledrör, eller ledtuber, 3 som hålls samman med spridare 4 fördelade längs brânslepatronens längd och förbundna med led- rören 3. Övre och nedre munstycken 5 och 6 utbreder sig något ovanför och under ändarna av bränslestavarna 2 vid motsatta ändar och är säkrade vid ledrören 3. Det övre munstycket 5 in- 'nefattar en tvärgàende sig sträckande adapterplatta 7 med upp- åtstående sidoväggar 8. Inom öppningen definierad av sidovåg- garna 8 introduceras en konventionell styrstavsklusteranordning (ej visad) för att förflytta styrstavarna vertikalt i ledrören 3. 534 841 Figurerna 2 och 3 visar en del av en ledrörsanordning 9 som finns i det övre munstycket 5. Det övre munstycket 5 innefattar ett flertal passager som sträcker sig genom adapterplattan 7 hos det övre munstycket 5. Ett ringformigt spår 10 är utformat i varje passage. Ledrörsanordningen 9 innefattar ett ledrör 3 och en avlång hylsa 11 som är anordnad på ledrörets 3 övre ände. Den avlånga hylsan 11 är cylindrlsk och har skåror 12 i den övre de- len av hylsan 11. Skårorna 12 sträcker sig nedåt från en övre ände av hylsan 11. Utbuktningarna 13 år anordnade mellan skå- rorna 12 placerade på ett avstånd d från skâran 12. Utbuktning- arna 13 sträcker sig utåt från den cylindriska hylsan 11. Tack vare avståndet d finns det ett cylinderformigt område 14 som ligger mellan änden hos utbuktningen 13 och skâran 12. Ett lås- organ 15 införs in i hylsan 11 ovanifrån det övre munstycket 5.

Hylsan 11 som innefattas i ledröret 3 kan vara en integrerad del av ledröret 3. Hylsan 11 kan också vara en separat del av ledrö- ret 3 förbunden med detta på något sätt, till exempel genom plastisk deformation såsom indikeras i figur 2.

I den beskrivna utföringsformen sträckersig båda ändar hos ut- buktningen 13, som nämns ovan, till en position på ett avstånd d från respektive skåra 12. Det kan också vara möjligt att låta en- dast en ände hos utbuktningen 13 sträcker sig till en position på ett avstånd d från respektive skåra 12.

Såsom delvis kan ses i figur 3 har varje utbuktning 13 en änddel på respektive ände hos utbuktningen 13. Änddelarna som defi- nierar eller innefattar respektive ände har en krökt form sedd i en radiell riktning. Dessutom har var och en av änddelarna en krökt form i ett längsgående snitt och i ett tvärgàende snitt ut- med utbuktningen.

Utbuktningarna 13 är anordnade så attdet finns en utbuktning 13 mellan varje par av angränsande skåror 12. Utbuktningarna 13 kan alternativt vara anordnade så att det finns två utbukt- 534 841 ningar 13 mellan varje par av angränsande skåror 12 eller till och med så att det finns tre utbuktningar 13 mellan varje par av angränsande skåror 12.

Vidare är utbuktningarna 13 anordnade efter varandra i omkrets- riktningen. Alternativt är de angränsande utbuktningarna 13 inte anordnade längs en omkretsriktning men på olika avstånd från hylsans 11 övre ände. ' Hylsan 11 har en väggtjocklek sett i en radiell riktning med av- seende på den längsgående riktningen. Väggtjockleken är i in- tervallet från 0,20 till 0,50 mm. väggtjockleken kan vara l inter- vallet från 0,25-0,40 mm eller i intervallet från 0,30 till 0,35 mm.

Alternativt varierar väggtjockleken från 0,20 till 0,35 mm, från 0,20 till 0,40 mm eller från 0,30 till 0,40 mm.

Avståndet d som nämns ovan är lika långt eller är åtminstone lika långt som väggtjockleken hos hylsan 11. Avståndet d kan också vara två gånger längre än väggtjockleken hos hylsan 11.

Alternativt är avståndet d tre gånger längre än väggtjockleken hos hylsan 11. l annat fall varierar avståndet d mellan en till fem gånger väggtjockleken hos hylsan 11. ' Såsom nämns ovan kan hylsan 11 innefatta eller delas upp i fle- ra skåror 12. l den beskrivna utföringsformen har hylsan 11 fyra skåror 12. Alternativt kan hylsan 11 ha tre skåror 12 eller hylsan 11 kan ha fem skåror 12 eller flera.

Utbuktningen 13, åtminstone mellan änddelarna, kan ha en cy- lindrisk profil sett i ett längsgående snitt. Alternativt kan utbukt- ningen 13 ha någon lämplig utskjutande profil såsom en rek- tangulär eller en dubbelkonisk profil.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de beskrivna utfö- ringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de följande patentkraven. "

Claims (15)

10 15 20 25 30 534 841 PATENTKRAV

1. En bränslepatron (1) för en nukleär tryckvattenreaktor som innefattar ett nedre munstycke (6), en övre ändstruktur som innefattar ett övre munstycke (5), ett flertal avlånga bränslestavar (2), ett flertal längsgående utsträckta ledrör (3) som sträcker sig i en längdriktning frán det nedre munstycket (6) till det övre mun- stycket (5), varvid nämnda övre munstycke (5) innefattar en passage som sträcker sig genom det övre munstycket (5) och ett ringformigt spår (10) utformati nämnda passage, och en avlàng hylsa (11) för att förbinda ledröret (3) med det övre munstycket (5), varvid hylsan (11) har åtminstone tre skåror (12) i nämnda hyl- sas (11)iövre änddel, varvid varje skåra (12) sträcker sig nedåt från en övre ände av nämnda hylsa (11), varvid hylsans (11) övre änddel innefattar åtminstone tre utbuktningar (13), vilka ut- buktningarna (13) sitter i nämnda ringformiga spår (10) när nämnda hylsa (11) är i en utvidgad låst position i nämnda pas- sage, och varvid varje utbuktning (13) har två ändar och sträck- er sig mellan två av skårorna (12), kännetecknad av att åtmin- stone en ände hos utbuktningen (13) sträcker sig till en position på ett avstånd (d) från respektive skåra (12).

2. Bränslepatronen enligt krav 1, kännetecknad av att utbukt- ningen (13) har en änddel vid respektive ände, varvid änddelen har en krökt form i ett längsgående snitt och i ett tvärgående snitt utmed utbuktningen (13).

3. Bränslepatronen enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att båda ändar hos utbuktningen (13) sträcker sig till en position på ett avstånd (d) från respektive skåra (12). 10 15 20 25 30 35 534 841

4. Bränslepatronen enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknad y att utbuktningarna (13) är anordnade så att det finns en ut- buktning (13) mellan varje par av angränsande skåror (12).

5. Bränslepatronen enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknad a_v att utbuktningarna (13) är anordnade efter varandra längs en omkretsriktning.

6. Bränslepatronen enligt krav 1, kännetecknad av att hylsan (11) har en väggtjocklek sedd i en radiell riktning med avseende på den längsgående riktningen och att avståndet (d) mellan ut- buktningens (13) ände och skåran (12) är åtminstone lika långt som väggtjockleken hos hylsan (11).

7. Bränslepatronen enligt krav 1, kännetecknad av att hylsan (11) har en väggtjocklek sedd i en radiell riktning med avseende på den längsgående riktningen och att avståndet (d) mellan ut- buktningens (13) ände och skåran (12) är två eller tre gånger längre än väggtjockleken hos hylsan (11).

8. Bränslepatronen enligt något av kraven 6 och 7, känneteck- nad av att hylsan (11) har en väggtjocklek sedd i en radiell rikt- ning med avseende på den längsgående riktningen och att vägg- tjockleken hos hylsan (11) är i intervallet från 0,20 till 0,50 mm.

9. Bränslepatronen enligt något av kraven 1 till 8, kännetecknad av att hylsan (11) har 3, 4, 5 eller 6 skåror (12).

10. Bränslepatronen enligt något av kraven 1 till 9, känneteck- nad av att utbuktningen (13) har en cylindrisk profil sedd i ett längsgående snitt.

11. En ledrörsanordning (9) som innefattar ett ledrör (3) och en avlång hylsa (11) utformad för att förbinda ledröret (3) med ett övre munstycke (5) hos en bränslepatron, varvid det övre mun- stycket (5) innefattar åtminstone en passage med ett ringformigt 10 15 20 25 30 534 841 10 spår (10), varvid hylsan (11) har åtminstone tre skåror (12) i nämnda hylsas (11) övre änddel, varvid varje skåra (12) sträcker sig nedåt från en övre ände av nämnda hylsa (11), varvid hyl- sans (11) övre änddel innefattar åtminstone tre utbuktningar (13), varvid utbuktningarna (13) sitter i nämnda ringformiga spår (10) när nämnda hylsa (11) är i en utvidgad låst position i nämnda passage, och varvid varje utbuktning (13) har två ändar och sträcker sig mellan två av skårorna (12), kännetecknad av att åtminstone en av ändarna hos utbuktningen (13) sträcker sig till en position på ett avstånd (d) från respektive skåra (12).

12. Ledrörsanordningen (9) enligt krav 11, kännetecknad av att båda ändar hos utbuktningen (13) sträcker sig till en position på ett avstånd (d) från respektive skåra (12).

13. Ledrörsanordningen (9) enligt krav 11, kännetecknad av att hylsan (11) har en väggtjocklek sedd i en radiell riktning med avseende på den längsgående riktningen, och varvid-avståndet (d) mellan utbuktningens (13) ände och skåran (12) är åtminsto- ne lika långt som väggtjockleken hos hylsan (11).

14. Ledrörsanordningen (9) enligt krav 11, kännetecknad av att väggtjockleken hos hylsan (11) är i intervallet från 0,20 till 0,50 mm.

15. Användning av ledrörsanordningen (9) enligt något av kra- ven 11 till 14 i bränslepatronen enligt något av kraven 1 till 10.