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經濟部十央標準局貝工消费合作社印製 Α6 ______Β6_ 五、發明説明（1 ) 本發明偽關於輕水冷卻式核反應器，尤其，加壓水核 反應器的燃料组件之過濾之底噴嘴。 加壓水式核反應器包括一値芯子，僳由以垂直位置並 列所配置之稜柱形組合體所組成。此等組合髏包括一値構 架，傜由縱向之導管及隔離物隔柵所組成，並經由噴嘴予 以封閉，其中，配置燃料桿。 各組合體的噴嘴之一，稱為底噴嘴，倚靠在下部芯板 上，此芯板是多孔，具有各孔在毎一組合體的水平面上， 為的是容許反應器的冷卻水以垂直方向，向上通經芯子。 此種噴嘴包括：支持架（依靠在下部芯板上）及一個 元件（相對於燃料桿束的方向而横向放置），與支持架成 整髏。此橫向元件係由一値接合器板所組成，此板包括上 部面和下部面，彼等是相互平行，組合體的導管之底部終 端固定在其中，且此板具有各開孔通經它而容計以垂直方 向循環之反應器的冷卻水通過並保證其分佈以及在通經底 噴嘴後，與組件之燃料桿的外表面相接觸。 底噴嘴的接合器板促成組作的構架之強度，保證：吸 收經施加在底噴嘴上之力以及固定燃料捍，且必須容許組 件的冷卻水之通過和分佈。 來自材料之碎屑可能存在在反應器的主要迴路中並易 於經由循環中之加壓水所夾帶。如果碎屑的尺寸小（例如 :小於10mm),則此碎屑可以通經底噴嘴的接合器板 ，它的水可通過之孔具有通常大於l〇mm直徑。此碎屑 可變成楔入在各燃料桿與各元件之間，此等元件保持第一 木纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210父297公笼） ~ 3 ~ 81.9.25,000 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 窝 本 貝 裝 訂 埭 A6 B6 五、發明説明（2 ) 柵格水平面上之各桿，換言之，保持經配置在组件中之最 低點上，呈均勻樣式之各桿的隔離物栅格之水平面上之各 桿。歴經軸向及横向液壓應力（在此區域中，它是相當大 )的此碎屑，可以磨損掉燃料桿之被覆層。此現象有導致 喪失此被覆層之滲漏密封度的危險，連同增加反應器的主 要条统之活性程度。 為了避免夾帶此碎屑入組件内部，業經建議：經由設 置各孔通過此接合器板，此等孔的直徑是充分的小而有可 能阻止碎屑變得楔入組件的第一柵格中，來過濾在底噴嘴 的接合器板水平面上之冷卻流體。 將具有循環截面之小直徑的孔配置在接合器板的整個 截面中，呈方形網眼樣式。具有小直徑之孔的此種樣式， 於冷卻流體循環通經接合器板時，産生其大之壓降。 一種上升力，由於冷卻流體之循環，産生在組件中。 為了防止燃料组件的上昇，經施加在上部芯板上之抗上昇 之彈簧具有維持明確合成之應力在下部芯板的方向之任務 0 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 為了實現此項目的及降低抗上升之彈簧所歴經之應力 ，需要減少被施加在燃料组件上之液壓力。該方法包括： 增加供冷卻流體用之組件底噴嘴流動通路。 而且，接合器板必須具有充分強度來執行上文中所述 及之機械阻力的功能。因此，不可能增加通經接合器板之 各孔的密度超過一定限度，除非增加接合器板的厚度，而 此項增k再度涉及增加壓降及減少為燃料桿的間隙所保留 本纸張尺度適用中囷國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公笼） -4 - 81.9.25,000 Α6 ____Β6_ 五、發明説明（3 ) 之空間。 因此，本發明的目的在提出供水冷式核反應器之燃料 組件用之經降低壓降之底噴嘴，它包括：具有横向配置之 接合器板，其中包括··相互平行之上部面和下部面，且它 係多孔以便容許组件的冷卻水通過以及阻止經由冷卻水所 夾帶之碎屑，此底噴嘴能限制冷卻流體之循環通過噴嘴時 之壓降達極低程度，而因此，限制經施加在抗上昇彈簧上 之力，同時具有大的強度。 為了此項目的，接合器板包括肋部，提供其機械強度 (它大體上，垂直於其面），自其低端面而突出，定界接 合器板的低端面之小室和區域在其本身之間，經配置成一 個式樣之大體上平方截面之一組通孔出現在每一區域中。 為了使本發明更清楚，現在敘述將經由非限制性實例 ,參照加壓水式核反應器的燃料組件之過濾噴嘴附圖予以 不出〇 圔1是加壓水式核反應器的燃料組件之立面圖。 圖2是根據本發明，過濾之底噴嘴的平面圖。 圖2A是噴嘴的部份平面圖，顯示：在較佳具體實施 例中，通經導管之附近接合器板之開口形狀。 圖3是沿著圖2中之3 — 3線的截面圖。 圖3’是較大尺寸的圖3中所示之板之詳細圖。 圖3A是較圖3放大尺寸之截面圖，顯示：在噴嘴的 變體具體實施例中，接合器板的各開口之縱向橫截面。 圖S’'是較3A中所示之板的較大尺寸之詳細圔。 矣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公楚） -5 - 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫一s Λ 丨嚷· 訂 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 A6 _____B6_' 五、發明説明（4 ) .- 請先Μ讀背面之注意事項再填寫一 圖1顯示：通常經由參考數字1所指示之燃料阻件， 且像由經維持在由下列各項所組成之構架中之各平行燃料 捍2束所组成；縱方向之導管4,橫向隔離物3機端噴嘴 5和6。隔離物3係由柵格（其小室毎一者容納一支燃料 桿）所組成。各柵格的圖樣之某些位置，經由導管4予以 佔據，管4之長度大於燃料桿2長度。將每支導管4固定 至該組之隔離物柵格上，彼等被均勻間隔在組件的長度中 0 而且，將各導管，在其終端之一，連接至噴嘴5上， 形成組件之頂噴嘴，而在其另外終端，則被連接至第二噴 嘴6 ,形成底噴嘴。 訂· 在其操作位置時，將组件垂直放置，如圖1中所示， 將底噴嘴，藉各支架7倚靠在核反應器的下部芯板8之上 部表面上。 該板8是多孔，具有4個水通過孔出現在相對應之底 噴嘴6下面，在形成反應器芯子之毎一燃料組件的水平面 上。 經濟部中央標準局w工消費合作社印製 支持架7,在其上部部份，與横向支持二件9成整體 ,在元件9上，固定導管4之下部終端。 通經下部芯板8之反應器的冷卻水，經由噴嘴6下現 出之各開口，通經横向元件9,此元件是多孔，具有通過 其整個厚度之一種樣式的許多開口。 以此種方式，致使冷卻水以垂直方向向上循環，與由 水冷卻之燃料桿2相接觸，且闋於燃料桿而形成熱交換。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） -6 - 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（5) 在根據較早技藝之配置中，横向元件9傣由單一平面 接合器板所组成；此接合器板經由一種樣式的許多開口通 過其全厚度而多孔，來保證：冷卻水之通過，同時，作為 過濾及阻止碎屑（其大小大於一定限度，傜由正在談論中 之各開口所測定者）。 根據本發明之底噴嘴包括：一片有肋部之接合器板， 其水通過及過濾碎屑之孔像以持別配置予以放置，如參照 圖2、3與3 ’所述。 根據本發明，底噴嘴1◦的接合器板11包括：上部 面1 1 a和下部面1 1 b,彼等是平面且相互平行，限制 接合器板11之平面部份，以及一組的加固肋12垂直於 接合器板1 1的各面1 1 a與1 1 b並予以配置，以便相 對於接合器板的下部面11b而突出。 由平ώ部份所組成之整個接合器板11,經由面 1 1 a與1 1 b予以定界，而各肋1 2係由單一片件予以 製成，舉例而言，經由模製及機製一片的不锈銷。 經模製之銷或合金，宜具有下列組成之一： 經濟部中央標準局R工消费合作杜印製 -A 286 銷（Z3CNDTV25-15) ： C < 0. 08 ;Ni 24 — 27 ； Cr, 13. 5—16 ;Μ ο , 1.〇〇 一 1. 5 0 ； T i , 1 . 9 0 — 2. 35；A1<0. 35 ；U, 0. 10 —〇.5 ;Mn<2. 00;Si〈l. ◦0;其餘像由 Fe 所組成。 本紙張尺度適用中囿國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公笼） ~ 7 ~ 81.9.25,000 ό Α6 Β6 五、發明説明（6 ) -A 151-3〇4^(Z2CN18-10) ： C < 0. 03；Si<l. 20；Μ〇, <1. 50；

Cr, 17-20;Ni, 8—12〇 -Inconel 718 (NC19FeNb) 〇 該接合器板亦可自經焊在一起之兩片所製成，如下列 所述，參照圖3A (它與一種特別具體實施例有關）。 將各肋部1 2以一種樣式予以配置，其中，多數的網 眼具有方形或長方形形狀，且在其本身之間定界及具有噴 嘴的各侧壁14,小室13 (彼等開口向著底部）；換言 之，在冷卻水的流通進入燃料組件之方向。 此等肋部1 2亦定界接合器板1 1之平面部份的各區 域15，彼等通常具有方形或長形形狀並佔據接合器板表 面之較大部份。在各區域15中，接合器板的平面部份是 多孔，具有出現在各肋部12間之接合器板的下部面 1 1 b上之許多通孔1 6的圖樣，並佔據經包括在各肋 1 2間之各區域1 5的整個表面。 各開孔16傜由將面1 la與面1 lb間，板1 1的 平面部份穿孔予以形成。此等開孔16均大體上相同且大 體上具有方形形狀，並具有一種因次，因此使：正方形的 對角線大體上等於或略小於經由冷卻流體所夾帶之粒子的 最小尺寸，且它意欲藉噴嘴10而保留，以便防止各粒子 變成楔入各燃料桿與用以固定第一隔離物格柵之元件間之 空間中。 —^__ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公楚) :8 - 81.9.25,000

請先Μ讀背面之注意事項再填寫P 訂 :線. 經濟部中央標準局βκ工消费合作社印製

經濟部中央標準局S工消費合作社印製 五、發明説明（7) 此碎屑的最小尺寸，而因此，開孔16之尺寸偽由維 持在各桿與第一隔離物格柵的導引元件間之空間尺寸予以 界定。 接合器板的開孔16亦像如此之開孔而使：屬一燃料 桿滑溜或照射生長，該接合器板可固定燃料桿。因此， 各燃料桿依靠在噴嘴之接合器板上，以便：為了冷卻各支 桿，冷卻流體可仍然循環。 以一種較佳方式，如圖2A中可見者，在導管18 a 之附近，某些開孔16,在横截面方面，可具有不同形狀 ，以便適應於在導管之附近，小室13的形狀以及將冷卻 流髏循環組件時之壓降減至最小。尤其，此等開孔可能具 有方形形狀16a，長方形形狀16b,三角形形狀 16c或梯形形狀16d。因此，增加了冷卻水通過接合 器板的”流動通道"。 在小室内部，各開孔16通常具有正方形形狀，以便 通經接合器板之大多數的開孔16係由以方形網眼樣式予 以配置之方形開孔所組成。 在適合傳統型式的加壓水式核反應器之燃料組件的情 況，根據本發明之底噴嘴包括：具有數mm厚度，例如： 5mm等级厚度之平面部份。肋部12具有之寛度，亦屬 於數mm等级，例如：5mm，數cm之長度，及15與 3〇mm間之在垂直於接合器板的平面面之方向的高度。 多半，通經接合器板的平面部份之開孔16具有方形 截面，其邊的大小是數mm。經配置在導管1 8附近之各 請 先 « 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 J 一 裝 訂 線 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ~ 9 ~ 81.9.25,000

經濟部中央標準局S工消費合作社印製 五、發明説明（8) 開孔（參閲：圖2A)及沿著小室13之各邊緣者可以具 有附方形形狀以外之形狀，以便較佳匹配小室之形狀。 如圖2中可見：將各開孔16集合成方塊，具有正方 形或長方形的，佔據接合器板的各區域15之各組的形式 ,或具有與此等簡單形狀略有不同之形狀。 將經機製在接合器板的材中之各開孔16經由薄壁予 以分隔。 各開孔16,通常傺由將板穿孔予以産生，舉例而言 ，使用在極高（數千巴）下之磨蝕噴射的水，此水充滿磨 独粒子（例如：剛玉）。此種穿孔之方法及用以實行它之 裝置僳眾所週知。使用一種數字控制穿孔之機器，可能將 板穿孔成為如圖2中所示之圖樣，它包括：數千個孔。此 種自動化穿孔操作可在數小時内進行完成。 十分顯然的是，不同形狀之樣式可以經由相同方法予 以産生；亦可使用其他所熟知之穿孔方法，例如：使用雷 射光束，藉以，只要不遠離本發明的範圍。 將肋部12配置成一種樣式，其中，各結點之位置相 當於組件的各導管18之位置；各導管18係被固定在接 合器板中所機製之各孔内，在肋12樣式的各結點17上 ，換言之，在此等肋部的交叉之區域中（於該處，金屬是 相當厚）。將接合器板的強度和抗力維持在完全令人滿意 之程度，儘管為了固定各支導管而需要穿孔。 各肋部1 2的主要任務在提供接合器板以充分強度， 不管該項事實：此接合器板的平面部份是相當的薄且有多 請 先 « 讀 背 面. 之 注 意 事- 項 再 場v 寫 裝 訂 線 衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） -10 - 81.9.25,000 Α6 Β6 五、發明説明（9 ) 孔遍及其表面的極大部份。 此等肋部亦導引组件的冷卻流體向著各區域15,在 其中，將流體過濾。 將噴嘴的支持支架（藉此等支架，组件依靠在下部芯 板上）配置在接合器板的角落中，如根據較早技藝之噴嘴 的情況，此等支持架未被顯示於圖2及3圖3中。 各開孔16的方形形狀及其配置成樣式及呈佔據各區 15的表面之各組形式，能增加接合器板的流動通道；換 言之，各開孔16的總表面面積與接合器板之總表面面積 間之比率。 適合於位於小室13的邊緣附近之各開孔的形狀能更 進一步增加流動通道。 使用例如圖2中所顯示者之一種配置，可能獲得5〇 %等级的流動通道而因此，壓降傜數是極低於較早技蓊者 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 寫 装 訂 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 因此，十分顯然：根據本發明之噴嘴，較根據較早技 藝之噴嘴（穿孔以經配置成單一樣式的環狀開孔）提供甚 大之優點。 因此，根據本發明之噴嘴，同時提供：極佳之強度， 極高程度的機械阻力以及冷卻流體之大流動通道。底噴嘴 的大流動通道能藉改良冷卻流體之循環而改良燃料桿的水 平面上之熱交換，而因此獲得核反應器的較大效率。 如圖3A與3’A中可見，根據本發明之噴嘴，不僅 可以經由機製一片經模製之片件或一片經機器加工之厚板 線 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公楚） -11 - 81.9.25,000 A6 B6 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 五、發明説明（10) 予以製成為單塊形式（如圖1與3中者），而且經由附著 一値平面接合器板21在構造20 (像由定界小室23的 樣式之各壁22所组成）上，及經由藉沿著焊接線24來 焊接（例如，使用雷射）而固定它予以製成。因此，各壁 2 2形成接合器板的加固肋部。 基於所尋求之性質，平面接合器板21及肋部之構造 2 0可由不同材料所組成。 在此情況，便利將所附著之板21穿孔，並可以機製 在每一小室2 5中所造成之具有大體上方形截面之各開孔 26,以便具有擴大之截面在板的較低部份上，當彼等接 近接合器板的上部（表）面時，截面變較小，為的是獲得 圖3與3 ’中所示之直開孔的大小。 接合器板的下部面上之具有擴大截面之此等開孔，能 增加通經噴嘴之流量及改良熱交換而不會減少噴嘴的強度 和阻力，同時保證：設若滑溜，能有效固定各支燃料桿。 本發明並不受限制為業已敘述之具體實施例。 因此，可能展望區域15,其中，將接合器板穿孔， 而具有與圖2中已顯示之各區域者不同之形狀的方形開孔 樣式。此等區域的形狀，特別，基於組件之導管的配置。 圖2中所示之配置相當於供加壓式水核反應器用之燃料阻 件，包括：24支導管及一支檢測儀表管。 加固之肋部可具有與業已指示者不同之形狀和大小。 最後，本發明不僅可應用至加壓水式核反應器之燃料 組件，而且可應用於其他輕水冷卻式核反應器之組件。 (請先«讀背面之注意事項再填寫ί. 丨裝· 訂. ΝΙ線. 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公楚） ~ 12 ~ 81,9.25,000

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 後濟部中央標準局Λ工消费合作杜印* 第81107703號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國82年4月修正 1 . 一種水冷式核反應器之燃料組件之底噴嘴，其特 徽為：該底噴嘴具有適合水冷式核反應器中燃料組件之經 減少之壓降；包括：一具接合器板（1 1 )，具有橫向配 置，包括相互平行之上面（1 1 a )和下面（1 1 b )且 將它穿孔以便容許組件的冷卻水通過及阻止經由冷卻水所 夾帶之碎屑，其特徵為：接合器板（1 1 )包括提供其機 械強度之肋部（1 2 )，彼等大體上垂直於其而（1 1 a ,lib)，自其下面（1 1 b )突出，定界接合器板的 下面（1 1 b )之小室（1 3 )和區域（1 5 )在其本身 之間，有經配置成一種式樣之具有大體上方形截面的一組 通孔（1 6 )出現在其每一者中= 2 .如申請專利範圍第1項之噴嘴，其特徵為：將肋 部（1 2 )配置成方形或長方形網眼圖樣，以便有開孔（ 1 6 )造成在其中之小室（1 3 )和區域（1 5 )，具有 方形或長方形形狀。 3 .如申請專利範圍第2項之噴嘴，其特徵為：加固 肋部（1 2 )的圖樣包括：各個結點（1 7 )，開孔即被 設置在該處，用以固定燃料組件的導管（1 8 )。 4 .如申請專利範圍第1項之噴嘴，其恃徵為：通經 接合器板（1 1 )之各開孔（1 6 a , 16b, 16c, 本·紙張尺度遠用中a B家棣準（CNS)甲4规樁（210 X 297公釐） ~ 1 ~ (請先閱^背面之注意事項再項筠本頁) 丨裝 .TJ'

   蛵濟部中央樣準局R工消费合作杜印製 六、申請專利範圍 1 6 d )具有至少一種下列之幾何形狀：長方形，三角形 ，悌形在形成各區域（1 5 )的邊緣之各肋部（1 2 )的 附近。 5 .如申請專利範圍第1項之噴嘴，其恃徽為：它係 由自不綉銅或自N i合金所造成之單一經模製和經機製之 Η件所組成。 6 .如申請專利範圍第5項之噴嘴，其恃徽為：它傜 由下列材料之一予以製成：Α286綱（Z3CNDTV 25-15) , Α1 51-304 鋼（Z2CN18- 1 0 ) ，Ni 合金（NC19FeNb)。 7 .如申請專利範圆第1項之噴嘴，其特徵為：它偽 由經穿孔以許多通孔（2 6 )之平面板（（2 1 )所組成 ，並經由焊接予以固定至一種構造（2 0 );此構造包括 各壁（2 2 )，定界意欲形成接合器板的肋部之各小室（ 2 3)〇 8 .如申請專利範圍第7項之噴嘴，其待徵為：平面 板（2 1 )的各開孔（2 6 )具有一個擴大之截面在接合 器板（2 1 )的下端面（2 1 b )上，當彼等接近上端面 (2 1 a )時，此截面則變得較小。 9 .如申請專利範圍第7或8項之噴嘴，其特徵為： 平面板（2 1 )及構造（2 ◦)係由不同材料所組成。 (請先閲讀背面之注意事項再in寫本頁) ·_裝· 訂· 參紙張又度適用中國B家樣準（CNS)甲4現格（210 X 297公«) _ 2 _