SE536894C2 - Bränslekanal för en kärnkraftkokarvattenreaktor - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en bränstekanat (10) för en kärnkraftkokar-vattenreaktor. Bränstekanalen (10) är utformad för att inneslutaett knippe bränslestavar (15) med kärnbränsie. Bränslekanaien(10) är tillverkad av piåtmateriai och har ett fierta! sidor (11--14)som har en längsträckt form och som är förbundna med var-andra så att ett hörn (21-24) med Iångsträokt form bildas där tvåangränsande sidor möts. t åtminstone ett hörn (21) övertapp-arpiåtmateriaien från de båda angränsande sidorna (11, 12) medvarandra så att det finns ett hörnområde med dubbeit plåtmate-riaí bestående av dat överlappande ptåtm-ateriatet (110) från denena (11) av de båda sidorna och det övertappande piätrnateria-let (120) från den andra (12) av de båda sidorna. Uppfinningenavser även en bränstepatron för en kärnkraftkokarvatten-reaktor. (F59 2)

Description

'10 536 894 Ett yttertigare problem som kan nämnas är det som. katias skuggkorrosion. Skuggkorrosion är ett välkänt fenomen inom detta tekniska område. Sådan korrosion kan uppstå i den miljö som råder i en kärnreaktor. I synnerhet kan en sådan korrosion uppstå på komponenter av Zr elter Zr-baserade iegeringar när sådana komponenter kommer i kontakt med (etter är belägna på ett mycket iitet avstnd från) komponenter av andra material, såsom av rostfritt stål. Bränslekanafen är normalt tillverkad av en Zr-baserad legering, under det att styrstavsbiaden ofta är tili- verkade av rostfritt stäl. Om bränsiekanalen buktar utåt kan så- šedes en större yta av bränslekanaiens väggar komma i kontakt med (eller vara betägen mycket nära) styrstavsbladen, varför skuggkorrosion kan uppstå på bränslekanaien.

US 5253278 beskriver en bränslepatron som innefattar en bränsiekanal som omsluter ett knippe bränslestavar. Bränsieka- nalen är försedd med ett antal ”reinforcing tabs”.

US 4,749,543 beskriver en bränsl-epatron med en bränslekanal som kan vara försedd med längsgående eller tvärgående spår.

Bränslekanalen kan även ha speciellt tjocka hörnsektioner.

JP 9445 874 visar bränslepatroner med en bränsiekanat som kan ha ett L-format stycke som är fastsvetsat inne i ett hörn.

WO 2010/110721 A1 beskriver en bränslepatron med en bräns- tekanai som är försedd med ett antal utskott på sidan. Dokumen- tet beskriver även probtemet med skuggkorrosšon.

SAMMANFATTNING AV UPPFiNNiNGEN Ett syfte med företiggande uppfinning är att åstadkomma en bränsiekanal av ovan angivet sfag, som har förbättrad styvhet för att hindra att bränslekanalens väggar buktar utåt. Ett ytterli- gare syfte är att åstadkomma en sådan bränsiekanai med reta- 536 894 tivt enkla rnedei. Ett ytterligare syfte är att åstadkomma en. så- dan bränsiekanai som är relativt enkel att tillverka.

Dessa syften uppnås med en bränsiekanai av inledningsvis defi- nierat slag som är kännetecknad av att i åtminstone ett av näm- na hörn överlappar plåtmaterialen från de båda angränsande sidorna med varandra så att det finns ett hörnornråde med dub- belt piåtmaterial bestående av det överlappande plåtmaterialet från den ena av de båda sidorna och det överlappande plåtma- terialet från den andra av de båda sidorna.

På grund av de överlappande piåtmaterialen så ökas styvheten hos bränslekanaien. Bränslekanalen förstärks således. Därvid reduceras risken för att sidorna på bränslekanalen buktar ut. En sådan bränslekanal är även relativt enkel att tiilverka eftersom man utnyttjar ett överlapp från de båda angränsande sidorna.

Dessutom kan ett tunnare plåtmaterial användas, eftersom den i önskade styvheten uppnås genom att plåtmaterialen överlappar i hörnområdet. Tidigare, i de fall bränsiekanalen hade tjockare hörnornråden, har vaniigen en tjockare plåt används som sedan har bearbetats för att ta bort material där plåten skulle vara tun- nare än i hörnen. iVled ”styv” eller ”styvhet” menas i detta doku- ment främst att bränsiekanalens sidor är styva på så sätt att det förhindras att sidorna buktar ut.

Enligt en utföringsform av bränsiekanaten eniigt uppfinningen överiappar i åtminstone två av nämnda hörn-, företrädesvis i alla hörn, plåtmaterialen hos de för hörnet i fråga båda angränsande sidorna med varandra. Företrädesvis är således bränslekanalen utformad så att alla hörn har ett hörnutryrnme med- överlappande piåtmateriai. Därmed förstärks bränslepatronen över aiia dess sidor. En mycket styv bränslepatron erhålls därvid, Enligt en ytteriigare utföringsform av bränslekanaien sträcker sig vart och ett av nämnda ett eller fiera hörnområden med överlap- pande plåtrnaterial längs åtminstone 25 % av bränslekanaiens 536 894 längd, företrädesvis längs åtminstone 50 % av bränslekanalens längd, helst längs väsentligen hela bränsiekanaiens längd. Det är möjligt att hörnområdet eller hörnområdena med överlappan- de piåtmaterial endast sträcker sig över en del av bränslekana- len, där risken för utbuktning är störst. Risken för utbuktning är störst i den nedre delen av bränslekanalen. Helst sträcker sig nämnda hörnområden emellertid längs hel-a bränslekanaiens längd.

Enligt en ytterligare uttöringsform av bränslekanalen gäller att i nämnda åtminstone ett hörn, eller i flera av eller i alla av nämn- da hörn, överl-appar plåtmaterialen från de båda angränsande sidorna med varandra på så sätt att i det överlappande området bildas ett utrymme mellan det överlappande plåtmaterialet från den ena av de båda sidorna och det överlappande piåtrnaterialet från den andra av de båda sidorna. Det inre av de båda över- lappand-e plåtrnaterialen sträcker sig således så att ett utrymme av nämnt slag biidas. Genom att plåtmaterialet har en sådan ut- formning så ökas styvheten hos bränslekanalen ytterligare. En sådan bränslekanai är även relativt enkel att tiilverka. Utrymmet kan även utnyttjas tili exempel som en kanal för icke kokande vatten. Utrymmet kan till exempel ha en tvärsnittsarea som är minst 20 mmz, eller minst 35 mmz. Det bör dock noteras att en- ligt en alternativ utföringsform (som beskrivs i samband med Fig. 6 och 7) finns väsentligen inget utrymme metlan de över- lappande plåtmaterialen.

Enligt en ytterligare utföringstorrn av bränslekanalen är vart och ett av nämnda ett eller flera utrymmen öppet i båda ändar, sett i nämnda längdriktning. Därvid möjliggörs att vatten kan strömma i det utrymme som bildas i hörnan. Vattnet som strömmar genom utrymmena bidrar även i någon grad till att moderera neutroner- na i kärnkraftreaktorn. När det sägs att utrymmet är öppet i än- darna innefattar detta möjligheten att utrymmet i ändarna är öp- pet åt sidan: utåt och/eller inåt. Utrymmet kan givetvis även vara öppet rakt uppåt och rakt nedåt, Det bör i detta sammanhang 536 894 även nämnas att enligt en alternativ utföringsforrn kan utrymmet var tillslutet i båda ändarna, så att ett siutet utrymme erhålls.

Eniigt en ytterligare utföringsforrra av bränsiekanaien är i åtmin- stone ett hörn, företrädesvis i flera hörn, eiier helst i alla hörn, det inre av de båda överlappande plätmaterialen väsentligen rakt, under det att det yttre av de båda överlappande plåtmateri- alen är krökt för att bilda den yttre hörnformen, så att nämnda utrymme, sett i ett tvärsnitt av bränslekanaien, har väsentligen formen- av en triangel, men där ett hörn är krökt, elier formen av en båge som begränsas av en rak linje. Genom en sådan kon- struktion uppnås förstärkningen av bränslekanaien på ett enkelt sätt. Det bör dock nämnas att de överlappande plátmateriaien även kan ha en annan form. Till exempel kan även det inre av de båda överiappande plåtmaterialen vara krökt, antigen kon- vext eiler konkavt, sett från bränsiekanalens inre.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränsiekanalen gäiier att i varje hörn som har ett hörnomräde med överlappande piåtmate- rial det inre överiappande plåtmaterialet, sett i ett tvärsnitt av bränslepatronen, sträcker från en första punkt vid en första sida till en andra punkt vid en andra, angränsande, sida, varvid den första sidan definierar ett första plan, etter en första iinje om ett tvärsnitt betraktas, och den andra sidan definierar ett andra plan, etter en andra linje om ett tvärsnitt betraktas, varvid av- ståndet melian den första punkten och det andra planet, elier andra linjen, är 10-25 mm, företrädesvis 13-19 mm och avstån- det melian den andra punkten och det första pianet, eiier första linjen, är 10-25 mrn, företrädesvis 13-19 mm. Det har visat sig att de angivna avstånden är mycket iämpliga för att erhålla en optimai styvhet hos bränslekanalen utan att använda alitför mycket plåtmaterial eller utan att ”stjäla” för mycket utrymme i bränsiekanalen. En bränslepatron med en sådan bränslekarial kan ha ett reducerat antai bränsiestavar (jämfört med om bräns- lekanaten inte hade någon förstärkning i hörnen), varvid antalet brånsiestavar som bränslepatronen har reducerats med är lfika 536 894 med antalet hörn, det viil säga en bränsiestav har ”tagits bort” i varje hörn. Således uppnås fördelen att en bränslepatron med en styv bränslekanai uppnås utan att antalet bränslestavar be- höver reduceras i någon högre grad.

Enligt en ytterligare utförlngsform av bränslekanalen innefattar den, för vart och ett av nämnda ett elier flera hörnområden med överlappande plåtmaterial, två svetsfogar, som var och en sträcker sig i iängdriktningen, varvid den ena svetsfogen förbin- der de båda överlappande piåtmaterialen vid en ände av hörn- området med de överlappande plåtmaterialerr, eller vid ett hörn hos utrymmet, och den andra svetsfogen förbinder de båda överlappande plåtmaterialen vid den andra änden av hörnområ- det med de överlappande plåtmaterialen, eller vid ett annat hörn av utrymmet. Genom att svetsa samman plåtmaterialen på detta sätt åstadkommas bränsiekanalen enligt uppfinningen på ett re»- lativt enkelt sätt, samtidigt som det säkerstäils att bränslekana~ len är mycket hållbart konstruerad.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränslekanalen innefattar varje hörn i bränslekanalen ett av nämnda hörnområden med överlappande plåtmaterial, varvid bränslekanalen är bildad av ett antal plåtar, som är iika med antalet sidor, varvid samtiiga plåtar har väsentligen samma form, varvid varje plåt har en för- sta kant, utformad så att den utgör det inre av de båda överlap- pande piåtmaterialen hos ett hörn, och en andra kant utformad så att den utgör det yttre av de båda överlappande plåtmateria- ten hos ett annat hörn. Denna utföringsform har bland annat för- delen att samtliga plåtar kan. tillverkas på samma sätt, eftersom de har väsentligen samma form. En bränsiekanal enligt uppfin- ningen kan således åstadkommas på enkelt sätt genom att ett antal väsentligen identiska plåtar sammanfogas. Om bränsleka- naien är fyrkantig behövs således endast fyra sådana plåtar.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränsiekanalen innefattar varje hörn i bränsiekanalen ett av nämnda hörnområden med 536 894 överlappande piåtmaterial, varvid bränslekanalen är bildad av ett jämnt antal plåtar, som är li-ka med antalet sidor, varvid hälf- ten av plåtarna har väsentligen samma form, varvid varje av dessa plåtar har en första kant, utformad så att den utgör det inre av de båda överiappande plåtmaterialen hos ett hörn, och en andra kant utformad så att den utgör det inre av de båda överlappande plåtmaterlalen hos ett annat hörn, varvid den andra hälften av plåtarna har en annan form än den hos plätarna hos den först nämnda hälften, varvid plåtarna hos den andra häiften har väsentligen samma form, varvid varje av dessa plä- tar hos den andra hälften har en första kant, utformad så att den utgör det yttre av de båda överiappande plätmateriaien hos ett hörn, och en andra kant utformad så att den utgör det yttre av de båda överlappande plåtmaterialen hos ett annat hörn. Bräns- lekanalen enligt denna utföringsforrn har fördelen att varje plåt är symmetrisk relativt en mi-ttlinje. Även en bränslekanal enligt denna utföringsform kan tillverkas på ett enkelt sätt.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränslekanalen är varje si» da försedd med ett flertal Iängsträckta utbuktningar och/eller in» buktningar, som sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot bränsle- kanalens längdriktning, och som bidrar till att öka styvheten hos bränslekanalen. Genom sådana utbuktningar eller inbuktningar ökas styvheten ytterligare. Genom kombinationen av konstruk- tionen av hörnen och sådana utbuktningar eller inbuktningar er- hålls en mycket styv bränslekanal. Därmed hindras pä ett effek- tivt sätt bränslekanalens sidor från att bukta ut. Utbuktningar- na/inbuktningarna kan ha en viss vinkel relativt nämnda vinkel- räta riktning, men företrädesvis sträcker sig utbuktningar- na/inbuktningarna helt vinkelrätt mot bränslekanalens längdrikt- ning.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränslekanalen har åtmin- stone flertalet av nämnda utbuktningar och/eller inbuktningar, företrädesvis samtliga utbuktningar och/eller inbuktningar, en längd på 30-80 mm, företrädesvis 40-60 mm och en bredd på 536 894 4.043,0 mm, företrädesvis 5.0-8.0 mm. Uppfinnarna av förelig- gande upptinning har kommit fram till att en sådan storlek på utbuktningarna eller inbuktnlngarna är optimal för att öka styv- heten hos bränsiekanaien. Avståndet mellan utbuktningarna ei- ler inbuktningarna kan variera. Ett lämpligt avstånd, åtminstone i den nedre delen av bränsiekanalen där påfrestningarna är störst, är 6-18 mm, företrädesvis 9-15 mm, helst 10-14 mm. Ut- buktningarna kan lämpligen sitta så tätt åtminstone på den ned- re metern av bränslekanalen. Givetvis kan samma avstånd även gälla över hela bränslekanalens längd. Med avstånd menas här avstånd i bränslekanalens längdriktning mel-lan centrum på en utbuktning/inbuktning och centrum på nästa utbukt- ning/inbuktning.

Enligt en ytterligare utföringstorm av bränslekanalen buktar åt- minstone flertalet, företrädesvis alla, av nämnda utbuktningar och/eller inbuktningar ut respektive in metlan 0.50~1.50 mm från Utsidans respektive insidans huvudyta. En sådan storiek på ut- buktningarna eller inbuktningarna har visat sig mycket lämplig för att uppnå optimal styvhet hos bränslekanaien. Huvudytan år företrädesvis plan och utgörs av den del av plåten som inte har deformerats för att bilda exempelvis utbuktni-ngarna.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränslekanalen innefattar varie sida åtminstone 50, företrädesvis åtminstone 80, av nämn- da utbuktningar och/eller inbuktningar. Lärnplígen kan varje sida innefatta åtminstone 200 utbuktningar och/eller inbuktningar. Ett sådant antal utbuktningar eiler inbuktningar har visat sig lämp- ligt för att uppnå önskad styvhet hos bränslekanalen.

Enligt en ytterligare utföringsform av bränslekanalen är minst 50 %, företrädesvis 100 %, av nämnda utbuktningar och/eller in- buktningar utbuktningar. Utbuktningar har den fördelen att de säkerställer ett visst avstånd mellan bränsiekanalens huvudyta på utsidan och ett eventuellt styrstavsblad. Genom sådana ut- buktningar blir det lättare att skjuta in och dra ut styrstaven. 536 894 Dessutom förhindras skuggkorrosion på bränslekanalens huvud- ytor, eftersom en skuggkorrosion nu i stort sett endast kan före- komma på själva utbuktntngarna.

Enilgt en ytterligare utföringsforrn av bränslekanalen har plätma- teriaiet som bildar sidorna hos nämnda bränslekanal väsentligen konstant tjocklek, förutom på de ställen där tjockleken har modi- fierats genom deformering vid formningen av bränslekanalen, såsom vid nämnda hörn eller nämnda utbuktningar och/eller in- buktningar, eller vid hörnområdena där piåtmaterialen överiap- par, och där därför en total tjocklek av två plåtar föreligger, men där varje plåt har väsentligen samma tjocklek som plåtarna har på sidorna mellan hörnområdena. För att erhålla tillräcklig styv- het har det tidigare ofta varit nödvändigt att antingen använda ett relativt tjockt plåtmaterial eller att variera tjockleken på plåt- materialet så att ökad styvhet uppnås på de mest utsatta ställe- na. Enligt föreliggande uppfinning uppnås emellertid styvheten genom andra medel, såsom har beskrivits ovan, och det är där- för inte nödvändigt att använda ett plåtmateriai med varierad tjocklek. Framställningen av bränsiekanalen förenklas därvid.

Dessutom kan en relativt tunn plåt användas för bränslekanalen enligt föreliggande uppfinning. Lämpligen används en plåt som är tunnare än 2,50 mm, helst tunnare än 2,00 mm.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en förbättrad bränslepatron för en kärnkraftkokarvatten- reaktor. En sådan bränslepatron uppnås genom att den innefat- tar en bränsâekanai enligt någon av föregående utföringsformer och ett flertal bränslestavar med kärnbränslematerial anordnade så att bränslekanalen omsluter bränslestavarna.

En sådan bränslepatron har således en bränslekanal med de fördelar som har beskrivits ovan.

KORT BESKRlVNlNG AV RlTNlNGARNA 536 894 Fig. 1 visar schematiskt en sidovy av en utföringsforrn av en bränslepatron enligt uppfinningen, innefattande en utföringsform av en bränslekanai enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar schematiskt en perspektivvy av den övre deien av en utföringsform av en bränslekana! enligt uppfinningen.

Fig. 3 visar schematiskt ett tvärsnitt genom en utföringsform av en bränsiekanal eniigt uppfinningen.

Fig. 4 visar schematiskt ett tvärsnitt av en annan utföringsform av en bränslekanal enligt uppfinningen.

Fig. 5 visar scnematšskt mer i detaij ett hörnområde hos en. utfö- ringsform av en bränsiekanai eniigt uppfinningen.

Fig. 6 visar schematiskt ett tvärsnitt av en ytterligare utförings- form av en bränsiekanai enligt uppfinningen.

Fig. 7 visar schematiskt mer i detaij ett hörnornråde hos utfö- ringsformen eniigt Fig. 6.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar scnematiskt en sidovy av en u-tföringsforrn av en bränsiepatron enligt uppfinningen för en kärnkraftkokarvattenre- akter. Bränslepatronen innefattar en bränslekanai 1:0. Bränsäe- kanalen 10 är tillverkad av ett plàtmateriai, företrädesvis av en Zr-baserad legering. Bränslekanaien 10 har en långsträckt form och definieras såiedes en längdriktning L. Bränslekanalen 10 kan exempelvis vara omkring 4 m läng. i Fig. 1 visas en övre och en nedre del av bränslekanalen 10.

Bränslekanalen har ett antal sidor, vanligtvis fyra sidor ii, 12, 13, 14 (se även Fig. 2-5). Företrädesvis har bränslekanalen 10, 536 894 sedd i ett tvärsnitt (se Fig. 3 och 4) en kvadratisk form. Bränsie- kanalens 10 sidor 11, 12, 13, 14 är således långsträckta och sträcker sig i nämnda iängdriktning L. Sidans bredd kan iämpli- gen vara 120-180 mm, exempeivis 140 mm. Sidorna 11, 12, 13, 14 är förbundna med varandra så att ett hörn 21, 22, 23, 24 med iångsträckt form biidas där två angränsande sidor möts. Bräns- lekanaien 10 har således lika många hörn som sid-or.

Varje sida definierar en insida 11a, 12a, 13a, 14a inne i bräns~ iekanaien 10 och en utsida 11b, 12b, t3b, 14b på bränsiekana- iens 10 utsida. l Fig. 1 visas en dei av sidan 12 borttagen för att iiiustrera att bränslepatronen innehåller ett flertal bränslestavar 15 med kärnbränslemateriai. Brånsiekanalen 10 omsluter således ett knippe med bränslestavar 15. Bränslepatronen kan givetvis även innehålla andra normala konstruktionsdelar, såsom spridare för att hålla bränslestavarna 15 på avstånd från varandra.

Fig. 1 visar även att bränslepatronen innefattar ett handtag 16 upptill och ett anslutningsstycke 17 nedtill i bränslepatronen. l\/led hänvisning till i synnerhet figurerna 2-5 kommer utförings~ former av bränslekanai 10 enligt uppfinningen att beskrivas närmare.

I hörnan 21, 22, 23, 24 överlappar plåtmateriaiet från två an» gränsande sidor med varandra så att det i det överlappande om- rådet bild-as ett utrymme 31., 32, 33, 34 mellan det överlappande plåtmateriaiet från den ena av de båda sidorna och det överiap- pande plåtmateriaiet från den andra av de båda sidorna. Detta visas mera i detalj i Fig. 5 som visar ett hörn 21, men konstruk- tionen är analog för alla hörn 21, 22, 23, 24.

Fig. 5 visar såiedes att plåtmaterialet från sidan 11 överlappar med plåtmaterialet från sidan 12 så att utrymmet 31 bildas. Det 11 536 894 överiappande plåtmaterialet 11c från sidan 11 och det överlap- pande plåtmaterialet 120 från sidan 12 biidar således utrymmet 31. Utrymmet 31 är öppet i båda ändar, sett i iängdriktningen L.

Således är utrymmet 31 öppet upptili och nedtill i bränslepatro- nen.

Såsom också kan ses i Fig. 5 är det inre 11c av de båda över- iappande plåtmateriaien väsentiigen rakt under det att det yttre 12c av de båda överlappande plåtmateriaien är krökt för att bil» da formen på hörnet 21. Utrymmet 31 har såiedes, sett i tvär- snittet eniigt Fig. 5, väsentligen formen av en triangel, men där ett hörn är krökt, eller snarare formen. av en båge som begrän- sas av en rak linje.

Piåtmaterialet från sidan 11 har sammanfogats med plåtmateria- tet från sidan 12 genom en svetsfog 36 som sträcker sig i längd- riktningen L och som förbinder de båda överlappande plåtmate» rialen vid ett hörn hos utrymmet 31 och en andra svetsfog 37, som också sträcker sig i längdriktningen. L, som förbinder de båda överiappande plåtmateriaien vid ett annat hörn av utrym- met 31. Svetsfogen 36 kan lämpligen svetsas från utsidan av bränslekanaien 10. Svetsfogen 37 kan svetsas från insidan av brånsiekanalen 10, men det är också möjiigt att svetsa svetsfo- gen 37 från utsidan av bränsiekanalen 10, genom att svetsa ge- nom sidan 12, 12c.

Utrymmena 31, 32, 33, 34 sträcker sig lämpiigen över väsentli» gen heta bränslekanalens 10 iängd, men det är även tänkbart att utrymmena 31, 32, 33, 34 endast sträcker sig över en dei av bränslekanaiens 10 längd.

Det inre överlappande området 11c sträcker sig från en första punkt P1 (ungefär vid svetsfogen 36) vid sidan 11 till en andra punkt P2 (ungefär vid svetsfogen 37) vid sidan 12. [Den första sidan 11 definierar ett första plan, eller en första linje 41 om tvärsn.ittet som visas i Fig. 5 betraktas. På liknande sätt definie- 12 'lÛ 536 894 rar den andra sidan 12 ett liknande plan eller tinje (inte visat i figurerna). Avståndet D2 mellan den andra punkten P2 och den första linjen 41 är lämpligen 15-17 mm. På motsvarande sätt är avståndet D1 rnelian den första punkten P1 och det andra planet eller andra linjen (som inte visas i figuren) lämpligen 15-17 mm.

En bränslekanal 10 med kvadratiskt tvärsnitt tillverkas lämpligen av fyra plåtar. Plåtarna är lämpligen tliiverkade av en Zr-baserad legering. För att särskilja plåtarna från varandra visas varannan plåt med streckad linje i Fig. 3 och 4.

Fig. 4 visar en utföringsform. där fyra identiska plåtar används.

För till exempel plåten 11 gäller att den har en första kant utfor- mad för att utgöra det inre 1=1c av de båda överlappande plåtma- terialen hos hörnet 21 och en andra kant 11d som är utformad så att den utgör det yttre av de båda överlappande plåtmateria~ ten hos ett annat hörn 24.

Fig. 3 visar en annan utföringsform där plåtarna 11 och 13 har samma form. Plåten 11 har här en första kant 11c utformad så att den utgör det inre av de båda överlappande plåtmaterialen nos hörnet 21. Plåten 11 har även en andra kant 11d utformad så att den utgör det inre av de båda överlappande plåtmateria- l-en hos hörnet 24.

Plàtarna 12 och. 14 har emeilertid en annan form än plåtarna 11 och 13. Plåtarna 12 och 14 har samma form. Till exempel plåten 12 har en första kant 12c som är utformad så att den utgör det yttre av de båda överiappande plåtmaterialen hos hörnet 21.

Plåten 12 har en andra kant 12d som är utformad så att den ut- gör det yttre av de båda överl-appande plåtmaterialen hos hörnet 22.

Varje sida hos bränslekanalen 10 är dessutom försedd med ett flertal utbuktningar 50 (för enkelhets skull visas inte utbuktnlng- arna i Fig. 3-7). Bränslekanalen kan lstäliet ha inbuktnlngar, el- 13 536 894 ter både utbuktningar och inbuktningar. Emellertid föredras ut- buktningar 50, såsom visas i Fig. 1 och 2. Dessa utbuktningar 50 sträcker sig väsentiigen vinkelrätt mot bränslekanaiens 10 längdriktning L. Utbuktningarna 50 bidrar tiil att öka styvheten hos bränslekanalen 10. Utbuktningarna 50 kan exempelvis ha en längd I på 50 mm och en bredd w på 6 mm. Avståndet d (från centrum tili centrum) meltan utbuktningarna 50 kan exernpeivis vara 12 mm. Utbuktningarna 50 kan exempelvis bukta ut ca 1,0 mm från sidans 11., 12, 13, 14 huvudyta på utsidan 'i1b, 12b, 13b, 14b.

Varje sida 11, 12, 13, 14 kan exempelvis ha ca 300 utbuktningar 50.

Plåtrnaterialet som bildar sidorna 11, 12, 13, 14, inklusive kan» terna 11c, 1td, 12c, 12d etc. har väsentligen konstant tjocklek, förutom på de ställen där tjockleken har modifierats genom de~ formeringen vid formningen av bränsiekanaien 10.

Eftersom konstruktionen av bränslekanalen 10 enligt uppfin- ningen gör att bränsiekanaten bitr mycket styv, kan ett relativt tunt plåtrnateršai användas. Tjockieken på plåtmaterialet kan ex- empelvis vara 1,90 mm.

Fig. 6 och 7 visar en ytteriigare utföringsforrn av uppfinningen.

Denna utföringsform överensstämmer med uttöringstormerna som har beskrivits ovan bland annat genom att i varje hörn (till exempet hörnet 21 som visas mer i detalj i Fig. 7) överiappar ptåtmaterialen från de båda angränsande sidorna 11, 12 med varandra så att det finns ett hörnområde med dubbelt plåtmate- riai bestående av det överlappande plåtmaterialet 11c från den ena 1=1 av de båda sidorna och det överlappande plåtmaterialet 12c från den andra 12 av de båda sidorna. Emellertid skiljer sig denna utföringsforrn från det tidigare beskrivna genom att det inre överlappande plåtmaterialet (t to i Fig. 7) är krökt så att det följer krökningen av det yttre överlappande plåtmaterialet 12c. 14 536 894 Det vili säga, enligt denna utföringsform finns det inget utrymme 31, elier åtminstone inget väsentligt utrymme 31, mellan de överlappande plåtmaterialen 110 och 12c.

För att förhindra att vatten kan trängs in i en eventuell giipa mel- lan de överlappande plåtrnaterialen tic och 12c bör enligt den~ na utföringsform plàtmateriaien iämpiigen förbindas, lämpligen genom en tätande svetsförbindning, upptill och nedtill (med av- seende på iängdriktningen 1.) i hörnomràdet med överlappande plátmaterial. l övrigt kan en bränslekanai eniigt denna utföringsform vara konstruerad på liknande sätt som har beskrivits i de tidigare ut- föringsformerna.

Uppfinningen är inte begränsad tili de beskrivna utföringsexemp- len utan kan varieras och modifieras inom ramen för följande patentkrav.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 536 894 Patentkrav

1. Bränsiekanal (10) för en kärnkraftkokarvattenreaktor, vil- ken bränslekanai (10) är utformad för att innesluta ett knippe bränstestavar (15) med kärnbränsle, varvid brä-nslekanaien (10) är tiilverkad av plåtmaterial- och har en långsträckt form och de- finierar således en iängdriktning (L), varvid bränslekanaien (10) har ett flertal sidor (11-14) som har en långsträckt form i nämn- da iängdriktning och som är förbundna med varandra så att ett hörn (21-24) med långsträckt form bildas där två angränsande sidor möts, varvid sidorna (1t»-14) är förbundna med varandra så att bränslekanalen således har lika många hörn (21-24) som si.- dor (11-14), varvid varje sida definierar en insida (11a, 12a, 13a, 14a), inne i bränslekanalen (10), och en utsida (11b, 12b, 13b, 14b), på bränslekanalens utsida, kännetecknad av att i åt- minstone ett av nämna hörn (21) överlappar plåtmateriaien från de båda angränsande sidorna (11, 12) med varandra så att det finns ett hörnområde med dubbelt plåtmaterial bestående av det överlappande plåtmaterialet(11c)från den ena (11) av de båda sidorna och det överiappande plåtrnaterialet (12c) från den andra (12) av de båda sidorna.

2. Bränslekanal (10) enligt krav 1, varvid i åtminstone två av nämnda hörn (21-24), företrädesvis i aiia hörn, överiappar piåt- materialen hos de för hörnet i fråga båda angränsande sidorna (11-14) med varandra.

3. Bränslekanai (10) enligt något av föregående krav, varvid vart och ett av nämnda ett eller flera hörnområden med överlap- pande plåtmaterial sträcker sig längs åtminstone 25 % av bräns- lekanalens (10) längd, företrädesvis längs åtminstone 5G % av bränsiekanalens (10) längd, helst längs väsentligen hela bräns- lekanatens (10) längd. 16 10 15 20 25 30 35 536 894

4. Bränslekanai (10) enligt något av föregående krav, varvid i nämnda åtminstone ett hörn, eller i fiera av eller i alla av nämn- da hörn, överiappar ptåtmaterialen från de båda angränsande sidorna (t.ex. 11, 12) med varandra på så sätt att i det överlap- pande området bildas ett utrymme (31) mellan det överiappande plåtmateriaiet (11c) från den ena (11) av de båda sidorna och det överlappande plåtrnateriaiet (12c) från den andra (12) av de båda sidorna.

5. Bränsiekanal (10) enligt krav 4, varvid vart och ett av nämnda ett eller fiera utrymmen (31-34) är öppet i båda ändar, sett i nämnda längdriktning (L).

6. Bränslekanai (10) enligt krav 4 eller 5, varvid i åtminstone ett hörn. (21-24), företrädesvis i flera hörn, eller helst i alla hörn, är det inre (110) av de båda överlappande piåtmateriaien vä- sentligen rakt, under det att det yttre (12c) av de båda överlap- pande plätmaterialen är krökt för att bilda den yttre hörnformen, så att nämnda utrymme (31), sett i ett tvärsnitt av bränslekana- len, har väsentligen formen av en triangel, men där ett hörn är krökt, efter formen av en båge som begränsas av en rak linje.

7. Bränslekanai (10) eniigt något av föregående krav, varvid i varje hörn (21-24) som har ett hörnområde med överlappande plåtmaterial gäiier att det inre överlappande plàtmaterialet, sett i ett tvärsnitt av bränsiepatronen, sträcker från en första punkt (P1) vid en första sida (tex. 11) tiil en andra punkt (P2) vid en andra, angränsande, sida (t.ex. 12), varvid den första sidan (tex. 11) definierar ett första plan, eller en första Ein-je (41) om ett tvärsnitt betraktas, och den andra sidan (t.ex. 12) definierar ett andra pian, eiler en andra linje om ett tvärsnitt betraktas, varvid avståndet (131) mellan den första punkten (P1) och det andra planet, eller andra linjen, är 10-25 mm, företrädesvis 13- 19 mm och avståndet (D2) mellan den andra punkten (P2) och det första planet, eller första linjen (41), är 10-25 mm, företrä- desvis 13-19 mm. 17 10 15 20 25 30 35 536 894

8. Bränslekanat (10) entigt något av föregående krav, innefat- tande, för vart och ett av nämnda ett eller fiera hörnområden med överlappande plåtmateriat, två svetsfogar (36, 37), som var och en sträcker sig i längdriktningen (L), varvid' den ena svets» fogen (36) förbinder de båda överlappande plåtmaterialen vid en ände av hörnområdet med de överl-appande plåtmaterialen, eller vid ett hörn hos utrymmet (31-34), och den andra svetsfogen (37) förbinder de båda överiappande plåtmaterialen vid den andra änden av hörnområdet med de övertappande plåtmateria- len, etter vid ett annat hörn av utrymmet (31-34).

9. Bränslekanal (1=0) enligt något av föregående krav, varvid varje hörn (21-24) i bränslekanalen innefattar ett av nämnda hörnområden med överlappande plåtmatertal, varvid bränsleka- nalen (10) är bitdad av ett antal plåtar (11-14), som är iika med antatet sidor (11-14), varvid sarntiiga plåtar har väsentligen samma form (Fig. 4), varvid varje plåt har en första kant, utfor- mad så att den utgör det inre (11c, Fig. 4 och 6) av de båda övertappande plåtmaterialen hos ett hörn (21), och en andra kant utformad så att den utgör det yttre (11d, Fig. 4 och 6) av de båda övertappancte plåtmateríalen hos ett annat hörn (24).

10. Bränslekanal (10) enligt något av kraven 1-8, varvid varje hörn (21-24) i bränslekanaten innefattar ett av nämnda hörnom- råden med överlappande plåtmaterial, varvid bränslekanalen är bildad av ett jämnt antal piåtar (11-14), som är tika med antaiet sidor (11-14), varvid hälften av plåtarna har väsentiigen samma form (Fig. 3), varvid varje av dessa ptåtar (11, 13, Fig. 3) har en första kant, utformad så att den. utgör det inre (11c, Fig. 3) av de båda överlappande plåtmaterialen hos ett hörn, och en andra kant utformad så att den utgör det inre (11d, Fig. 3) av de båda överiappande plåtmaterialen hos ett annat hörn (24), varvid den andra hälften av plåtarna (12, 14, Fig. 3) har en annan form än den» hos plåtarna hos den först nämnda hälften, varvid plåtarna hos den andra hälften har väsentligen samma form, varvid varje 18 10 15 20 25 30 35 536 894 av dessa plåtar hos den andra hätften har en första kant (12c, Fšg. 3), utformad så att den utgör det yttre av de båda överlap- pande plåtmateriaten hos ett hörn (21), och en andra kant (12d, Fig. 3) utformad så att den utgör det yttre av de båda överiap- pande piåtmateriaten hos ett annat hörn (22).

11. Bränslekanal (10) enligt något av föregående krav, varvid varje sida (11-14) är försedd med ett flertal iångsträckta utbukt- ningar (50) och/eiler inbuktningar, som sträcker sig väsentiigen vinkelrätt mot bränstekanalens (10) längdriktnšng (L), och som bidrar titt att öka styvh-eten hos bränslekanalen (10).

12. Bränslekanat (10) entigt krav 11, varvid åtminstone flertal-et av nämnda utbuktningar (50) och/eller šnbuktningar, företrädes- vis samtliga utbuktningar och/eller inbuktningar, har en längd (l) på 30-80 mm, företrädesvis 40-60 mm, och en bredd (w) på 4.0- 13.0 mm, företrädesvis 5.0-8.0 mm.

13. Bränslekanal (10) enligt krav 11 elter 12, varvid åtminstone flertalet, företrädesvis alla, av nämnda utbuktningar (50) och/eiler inbuktningar buktar ut respektive in mellan 0.50-1.50 mm från Utsidans (11b, 12b, 13b, 14b) respektive insid-ans (11a, 12a, 13a, 14a) huvudyta.

14. Bränsiekanal (10) enligt något av föregående krav 11-13, varvid varje sida (11-14) innefattar åtminstone 50, företrädesvis åtminstone 80, av nämnda utbuktningar (50) och/eller inbukt~ ningar.

15. Bränslekanai (10) enligt något av föregående krav 11-14, varvid minst 50 °/@, 'företrädesvis 100 %, av nämnda utbuktningar (50) ooh/eller inbuktningar är utbuktningar (50).

16. Bränslekanal (10) enligt något av föregående krav, varvid plàtmaterialet som bildar sidorna (11-14) hos nämnda bränsle- kanal (10) har väsentligen konstant tjocklek, förutom på de stäl- 19 '10 536 894 len där tjockleken har modifierats genom deformering vid form- ningen av bränslekanalen (10), såsom vid nämnda hörn (21-24) eller nämnda utbuktningar (50) och/eller inbuktnângar, ell.er vid h-örnområdena där plåtmaterialen överlappar, och där därför en total tjocklek av två plåtar föreligger, men där varje plåt har vä- sentligen samma tjocklek som plàtarna har på sidorna mellan hörnområdena.

17. Bränslepatron för en kërnkraftkokarvattenreaktor, innefat- tande en bränslekanal (10) enligt något av föregående krav och ett flertal bränslestavar (1,5) med kärnbränslematerial anordnade så att bränslekanalen (10) omsluter bränslestavarna (15). 20