TWI397083B - 沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件 - Google Patents

沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI397083B
TWI397083B TW097146159A TW97146159A TWI397083B TW I397083 B TWI397083 B TW I397083B TW 097146159 A TW097146159 A TW 097146159A TW 97146159 A TW97146159 A TW 97146159A TW I397083 B TWI397083 B TW I397083B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fuel element
baffle
fuel
boiling water
throttling
Prior art date
Application number
TW097146159A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200931445A (en
Inventor
Rudi Reinders
Franz Wehle
Original Assignee
Areva Np Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Areva Np Gmbh filed Critical Areva Np Gmbh
Publication of TW200931445A publication Critical patent/TW200931445A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI397083B publication Critical patent/TWI397083B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/32—Control of nuclear reaction by varying flow of coolant through the core by adjusting the coolant or moderator temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件
本發明係一種沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件。燃料元件具有許多根集結成一束的燃料棒，這些燃料棒的底部均立於一片底板上。此外，燃料元件還具有一根燃料元件腳，該燃料元件腳的上排氣口面對底板，下進氣口則面對沸水式反應爐的一個下爐心格柵。一個流體通道在上排氣口及下進氣口之間沿著燃料元件腳的中心軸通過燃料元件腳，當沸水式反應爐運轉時，冷卻水會流過該流體通道。例如專利DE 31 50 477 A1就有揭示這樣的燃料元件。
沸水式反應爐的爐心具有一個爐心，各個燃料元件及其燃料棒均立於這個爐心格柵上。冷卻水流從底部流過與下爐心格柵固定在一起的一次擋板，進入燃料元件腳，並朝上升方向流過燃料元件腳。為了產生所需要的質量流分配，反應爐爐心通常分成好幾個區域。在反應爐爐心的中心區或第一區，下爐心格柵具有最大的切級擋板，在這個區域的一次擋板都是一樣大的。在將第一區圍繞住的外圍區內的一次擋板的直徑比較小，但是在同一區內的一次擋板都是一樣大的。這種劃分方式使冷卻水在反應爐爐心的中心區域的質量流大於在邊緣區域的質量流。
當反應爐裝有燃料元件時，為了獲得所需要的冷卻水的質量流分配，所使用的燃料元件的壓力損失必須與所需要的質量流分配配合。在調整燃料元件的壓力失時要注意的是，由爐心側的一次擋板給定的質量流分配必須保持不變。
在反應爐每一個運轉循環結束時，都會有若干燃料元件被燒盡，因此必須更換新的燃料元件。因此會形成所謂的混合爐心，也就是說，新的燃料元件和舊的燃料元件會混在一起，其中新的燃料元件和舊的燃料元件可能會有不同的壓力損失。相差很小的壓力損失是可以被容忍的，但是新放進去的燃料元件必須具有不會對反應爐爐心的整體設計造成影響的壓力損失係數。燃料元件的壓力損失應在考慮變乾(dry-out)及反應爐爐心的穩定特性的情況下予以最佳化。
一種調整燃料元件之壓力損失係數的方法是在燃料元件腳加上一個環形擋板。這個所謂的二次擋板會與爐心側的一次擋板共同作用，以確定該燃料元件的壓力損失係數。專利DE 31 50 477 A1提出的另一方法是在燃料元件腳加上一個帶有通流口的節流板。
為了將燃料元件之壓力損失調整到所希望的程度，一次擋板與二次擋板必須互相配合。由於一次擋板是在反應爐側與下爐心格柵固定在一起，因此要改變一次擋板將是一件很費事的工作，也就是說，實際上是不可行。因此要使二者互相配合僅剩下改變二次擋板一途。但是經由改變二次擋板只能在很小的範圍內調整燃料元件之壓力損失係數。
本發明的目的是提出一種沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件。本發明之燃料元件之二次擋板的設計不同於先前技術之設計，而且在使用不同尺寸的一次擋板時，燃料元件的壓力損失可以在很大的範圍內變化。
採用具有申請專利範圍第1項之特微的燃料元件及具有申請專利範圍第10項之特微的沸水式反應爐即可達到上述目的。
本。發明之沸水式反應爐的燃料元件具有許多根集結成一束的燃料棒，這些燃料棒的底部均立於一片底板上。此外，燃料元件還具有一根燃料元件腳，該燃料元件腳的上排氣口面對底板，下進氣口則面對沸水式反應爐的一個下爐心格柵。一個流體通道在上排氣口與下進氣口之間沿著燃料元件腳的中心軸通過燃料元件腳。當沸水式反應爐運轉時，冷卻水會流過該流體通道。燃料元件腳具有一個在中心軸方向上與進氣口及排氣口相隔一段距離的節流元件，其作用相當於二次擋板。節流元件具有一個折流體，其被多個垂直於中心軸延伸之接片固定在流體通道之中心部分。折流體佔有流體通道的部分斷面積。
本發明的基本考量是：
為了能夠調整沸水式反應爐之燃料元件的壓力損失係數，在燃料元件腳加上一個節流元件。節流元件的最主要成分是一個設置在流體通道中心部分的折流體。由於折流體係設置在流體通道的中心部分，因此，即使是使用不同尺寸的一次擋板，也可以產生與冷卻水射流的交互作用。冷卻水流在流體通道內的速度剖面圖是由與冷卻水流方向逆向且位於燃料元件腳下方的一次擋板的尺寸決定。由於流速很快，冷卻水會在一次擋板上方形成自由射流，自由射流的直徑會隨著一次擋板的直徑變化。如果是使用很大的一次擋板，自由射流幾乎會將燃料元件腳的整個流體通道佔滿，如果是使用較小的一次擋板，自由射流即局限在流體通道的中心部分。如果是以圓形擋板作為二次擋板，在一次擋板的尺寸較小的情況下即無法確保二次擋板能夠與自由射流產生任何值得一提的交互作用。經由前面提及的具有二次擋板之作用的節流元件，可以不受爐心側之一次擋板的直徑大小的影響，始終確保節流元件能夠與冷卻水從燃料元件之底部流過的自由射流產生交互作用。不受一次擋板的直徑大小的影響，都可以經由本發明使用之節流元件達到各燃料元件要求的壓力損失係數。相較於先前技術(例如配備圓形擋板的燃料元件)，以這種方式經由節流元件調整燃料元件的壓力損失係數的調整範圍會大上許多。
源自申請專利範圍第1項之附屬申請項目的內容均為本發明之燃料元件的有利的實施方式。申請專利範圍第1項之實施方式的特徵可以與一項或最好是數項附屬申請項目之實施方式的特徵組合在一起。以下是關於本發明之燃料元件的各種有利的實施方式的說明：
根據本發明之燃料元件的第一種有利的實施方式，節流元件具有一個徑向伸入流體通道內的邊緣區域。這個邊緣區域延伸到一個垂直於燃料元件腳之中心軸的平面，沿徑向伸入流體通道內，並將流體通道整個圍繞住。邊緣區域容許燃料元件的節流係數在一個很大的範圍內變動，這是在沒有邊緣區域的情況下無法辦到的。撞擊在折流體上的冷卻水會從原本的流動方向被偏轉到其他方向。與冷卻水原本的流動方向垂直的部分冷卻水會撞擊在邊緣區域上，並被邊緣區域節流。因此只要調整節流元件之邊緣區域的寬度就可以改變燃料元件的節流係數。
根據本發明之燃料元件的一種改良方式，折流體被沿著其圓周均勻設置的接片固定住。這些接片對流動的冷卻水也具有節流作用，因此接片的寬度也是影響燃料元件之壓力損失係數的一個參數。
根據本發明之燃料元件的另一有利實施方式，為了對燃料元件之壓力損失進行微調，可將邊緣區域及接片之間的過渡區與接片及折流體之間的過渡區設計成使邊緣區域、接片、以及折流體在一個垂直於燃料元件之中心軸的平面上形成至少三個在節流元件之切線方向上延伸及彎曲的裂口。這些裂口的角隅被倒圓成圓弧形。經由這種設計方式的節流元件，可以用很簡單的方式對燃料元件的節流係數進行微調。因此不但可以經由邊緣區域的寬度調整節流係數，也可以經由改變接片的形狀、數量、以及寬度來調整節流係數。也就是說，經由接片及邊緣區域之間的過渡區與接片及折流體之間的過渡區的設計，可以對燃料元件之壓力損失進行進一步的微調。這些過渡區的形狀不只可以是圓弧形，也可以是其他形狀。也可以將裂口設計成有棱角的形狀。
根據本發明之燃料元件的另一有利實施方式，為了進一步微調節流元件之壓力損失，可將節流元件與冷卻水接觸的邊緣設計成鋒銳的邊緣、倒角的邊緣、或是倒圓的邊緣。將節流元件的一個或數個邊緣設計成特別鋒銳或倒圓，可以使調節流元件的節流係數略微提高或降低。這些措施可以進一步微調節流元件之壓力損失。
本發明之一有利實施方式是將折流體設計成圓盤狀。折流體的表面法線最好是沿著燃料元件腳的中心軸前進。根據一種改良方式，折流體是一片圓形薄板。圓盤狀折流體具有易於製造的優點。經由調整折流體之表面法線與流體通道內的流動方向的關係，可以調整節流元件的節流。如果將折流體製作成圓盤狀，則在垂直位置時，也就是表面法線平行於中心軸時，可以經由折流體的直徑調整節流元件的節流。
本發明之一有利實施方式是將折流體設計成孔板。根據一種改良方式，孔板具有一個中心孔。以孔板作為折流體可以對節流元件的節流進行微調。利用中心孔可以對折流體進行進一步的微調。具有中心孔的優點是可以使折流體的中心部分始終能夠與冷卻水射流產生交互作用。此外，具有中心孔的折流體在製造上也更為簡單。
本發明的沸水式反應爐具有一個劃分成多個區域的反應爐爐心，該反應爐爐心的下爐心格柵具有不同尺寸的一次擋板。同一區域內的一次擋板具有相同的尺寸，不同區域的一次擋板則具有不同的尺寸。本發明的沸水式反應爐裝有許多個如申請專利範圍第1項至第9項中任一項的燃料元件，這些燃料元件的燃料元件腳均立於下爐心格柵上。位於不同區域內的燃料元件均具有相同的節流元件。
一種有利的方式是整個反應爐裝的都是同型式的燃料元件。換句話說，可將加到燃料元件腳的節流元件設計成使位於反應爐爐心之不同區域的燃料元件能夠彼此交換，而不需針對壓力損失進行調整。
根據本發明的一種實施方式，爐心側之一次擋板的直徑始終是小於燃料元件腳之面對下爐心格柵的進氣口的直徑。
在以上的圖式中，相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示，其他未在圖式中特別標明或說明的元件均屬於先前技術之元件。
第1圖顯示沸水式反應爐之燃料元件(100)。燃料元件(100)的底端有一片底板(311)，一束燃料棒(102)立於底板(311)上。這一束燃料棒(102)至少將一個水路(103)部分環繞住，但水路(103)並非不可或缺的構件。當沸水式反應爐運轉時，冷卻水會從燃料元件(100)的底部流過。
第2圖顯示下爐心格柵(201)範圍的細部圖。一根進水管(205)的上方配置四個燃料元件(100)，但是在第2圖中僅能看到將燃料元件環繞住的水箱(204)。進水管(205)內設有可以在燃料元件腳(101)之軸向移動的控制棒(202)。燃料元件(100)的燃料元件腳(101)立於進水管(205)之固著裝置上。一個在第2圖中看不到的爐心側的一次擋板位於燃料元件腳(101)的正下方，並與反應爐爐心的下爐心格柵固定在一起。冷卻水會通過一次擋板從燃料元件(100)的底部流過。
第3圖顯示燃料元件(100)之燃料元件腳(101)的一個縱斷面圖。一個流體通道(301)沿著燃料元件腳(101)的中心軸(A)通過燃料元件腳(101)。流體通道(301)在燃料元件腳(101)之下進氣口與上排氣口之間延伸。下進氣口位於燃料元件腳(101)底部面對爐心側之一次擋板(203)的那一個底端。上排氣口位於燃料元件腳(101)的頂端，燃料元件(100)的水箱(204)與燃料元件腳(101)在此處連接。底板(311)位於第3圖所示水箱(204)的底部，燃料棒(102)的底端位於底板(311)上，為了簡化圖面，第3圖僅繪出兩根燃料棒。根據另一不同於第3圖的實施例，流體通道(301)的位置並不是沿著燃料元件腳(101)的中心軸(A)通過燃料元件腳(101)，而是從中心軸(A)朝徑向方向被移動。燃料元件腳(101)的一個徑向環繞的錐形接觸面(312)安放在支撐結構(314)的一個相應的對接面(313)上，該支撐結構(314)與爐心格柵(201)或進水管(211)連接。流體通道(301)內有一個與燃料元件腳(101)固定在一起的節流元件(302)。節流元件(302)具有一個被接片(401)固定在流體通道(301)中心部分的折流體(303)及一個位於流體通道(301)之徑向外緣的邊緣區域(306)。以下將配合第4圖對節流元件(302)作進一步的說明。在第3圖中看到的是節流元件(302)沿著第4圖之III-III線的斷面。
首先假設從射流方向看過去，位於一次擋板(203)上方的構件並不存在。在這種情況下，流到一次擋板(203)的冷卻水會形成一道自由射流。從縱向方向看過去，這道假設的自由射流的邊界為流線(304)。根據流體力學原理，在一次擋板(203)上方會形成一個縮流斷面(305)。這個縮流現像出現在假設的自由射流通過的最小斷面。在第3圖的實施例中，縮流斷面(305)位於一次擋板(203)與節流元件(302)之間。
在以下的說明中將被構成邊界的流線(304)圍住的區域稱為自由射流區(307)。這是一個在自由射流存在的前提下，理論上會形成的區域。自由射流區(307)用來說明節流元件(302)的作用。如第3圖所示，在燃料元件腳(101)的實際應用條件下，流體通道(301)位於自由射流區(307)之外的區域也是充滿冷卻水。但是冷卻水在自由射流區域(307)內通常會具有更快的流動速度。
第3圖中的節流元件(302)具有一個位於中心部分的折流體(303)。折流體(303)會在自由射流區(307)與冷卻水射流產生交互作用。折流體(303)會如第3圖中的箭頭所示被冷卻水繞流。除了折流體(303)外，節流元件(302)的邊緣區域(306)也會與冷卻水射流產生交互作用。一方面冷卻水會因為受到折流體(303)的偏轉而形成垂直於中心軸(A)的射流分量。這部分被偏轉的射流會與邊緣區域(306)產生交互作用。另一方面，節流元件(302)以如第3圖所示方式被設置在燃料元件腳(101)內，因此邊緣區域(306)也是位於自由射流區(307)內。因此在自由射流區內快速流動的冷卻水流不只會間接受到邊緣區域(306)的節流，而是也會直接受到邊緣區域(306)的節流。
如第3圖所示，節流元件(302)的折流體(303)可以位於與中心軸(A)垂直的位置。也可以使折流體(303)繞中心軸(A)翻轉，因而改變折流體(303)對冷卻水的流動阻力。在這種情況下，折流體(303)的平面垂線會與中心軸(A)夾一個銳角。
第4圖顯示節流元件(302)的一個實施例的俯視圖。折流體(303)被兩個接片(401)被固定在其位置上。折流體(303)是一片封閉的圓形板。
也可以將折流體(303)設計成具有一個或多個孔的孔板，例如類似一個篩網。除此之外，也可以將折流體(303)設計成其他的幾何形狀，例如立方體、長方六面體、四面體、球體。節流元件(302)的節流係數是由折流體(303)在流體通道(301)內佔據的斷面積、節流元件(302)在流體通道(301)內的軸向位置，也就是節流元件(302)與一次擋板(203)的間距、以及節流元件(302)的幾何所決定。在第4圖的實施例中，折流體(303)的斷面積是由其半徑R1 決定。
寬度為B1 的邊緣區域(306)將節流元件(302)整個圍繞住。節流元件(302)的總節流能力是由是由邊緣區域的寬度B1 、接片(401)的寬度B2 、以及折流體(303)的半徑R1 計算出的總面積及這些構件的幾何形狀所決定。可以用不銹鋼或其他適當的材料製造節流元件(302)。
第5圖顯示燃料元件腳(101)及下爐心格柵(201)之部分範圍的一個縱斷面圖。在這個實施例中，燃料元件腳(101)的底端直接安收在一次擋板(203)上。受到冷卻水撞擊的燃料元件腳(101)具有一個節流元件(302)。節流元件(302)由邊緣區域(306)及一個環形折流體(303)所構成。第5圖顯示的是節流元件(302)沿著第6圖中的V-V線的斷面。以下將配合第6圖對節流元件(302)的構造作進一步的說明。
節流元件(302)與冷卻水流接觸的邊緣(尤其是折流體(303)與冷卻水流接觸的邊緣)帶有棱角(501)。節流元件(302)帶有棱角的部分可以使節流元件(302)的節流係數略微降低。將節流元件(302)的邊緣倒圓也可以達到相同的效果。也可以將節流元件(302)的邊緣設計成非常鋒銳，以便在邊緣處產生特定的截流效果。因此而產生的渦流會使節流係數略微變大。
和第3圖一樣，第5圖也有繪出一個被流線(304)圍繞住的自由射流區(307)。自由射流區(307)的大小是由一次擋板(203)的尺寸決定。在第5圖的實施例中，一次擋板(203)的尺寸較小，例如位於反應爐爐心周邊的一次擋板的尺寸通常會比較小。第3圖中的一次擋板(203)的尺寸則比較大，因為第3圖中的一次擋板(203)是位於反應爐爐心的中間部分。由於第5圖中的一次擋板(203)的尺寸較小，因此自由射流區(307)的範圍也會跟著縮小，因而只有折流體(303)會與冷卻水射流產生交互作用，但是邊緣區域(306)則不會與冷卻水射流產生交互作用。在這種情況下，邊緣區域(306)僅具有間接節流的作用。
一次擋板(203)及節流元件(302)在中心軸(A)的方向上彼此相隔間距(502)。另外一個可用於調整燃料元件(100)之壓力損失係數的靈敏的參數是一次擋板(203)與節流元件(302)之間的間距(502)。節流元件(302)是根據一次擋板(203)與節流元件(302)之間的間距(502)被定位在自由射流區(307)的狹窄或較寬的位置，所謂狹窄的位置是指靠近縮流斷面(305)的位置。如果自由射流區(307)的直徑較小，則只有節流元件(302)之位於流體通道(301)之中心部分的折流體(303)或加上節流元件(302)的邊緣區域(306)會與冷卻水射流之自由射流區(307)產生交互作用。換句話說就是節流元件(302)的流動阻力會隨著節流元件接觸到的是較窄或較寬的自由射流而改變。因此經由改變折流體(303)及邊緣區域(306)的尺寸及形狀，可以調整節流元件對自由射流區(307)之直徑造成的壓力損失。這開啟了將節流元件設計成在反應爐爐心的外圍區域及內部區域具有不同的流動阻力的可能性。例如可以將節流元件設計成在燃料元件時，節流元件在反應爐爐心之外圍區域的壓力損失會大於在中心區域的壓力損失，這是因為反應爐爐心之外圍區域的反應爐側的一次擋板(203)的尺寸較小，因此自由射流區(307)也比較小。如第5圖將節流元件(302)的折流體(303)設計成環形板的好處是，環形板上的孔洞的直徑可以作為另外一個調整參數。
第6圖顯示一個以環形板作為折流體(303)之節流元件(302)的俯視圖。在這個實施例中，節流元件(302)之折流體(303)的半徑為R1 ，中心孔(603)的半徑為R2 。折流體(303)被與邊緣區域(306)連接的接片(401)固定住。邊緣區域(306)的寬度為B1 。接片(401)的寬度為B2 。
折流體(303)、接片(401)及邊緣區域(306)共同形成三個在節流元件(302)之切線方向上延伸及彎曲的裂口(602)。裂口(602)在折流體(303)及接片(401)之間的過渡區(601)及在接片(401)及邊緣區域(306)之間的過渡區的角隅被倒圓成圓弧形。邊緣區域(306)與接片(401)之間的過渡區的曲率為R3 ，接片(401)與折流體(303)之間的過渡區(601)的曲率為R4 。可以將節流元件(302)與冷卻水接觸的部分設計成倒角的邊緣、倒圓的邊緣、或是鋒銳的邊緣。
100．．．燃料元件
101．．．燃料元件腳
102．．．燃料棒
103．．．水路
201．．．下爐心格柵
202．．．控制棒
203．．．一次擋板
204．．．水箱
211．．．進水管
301．．．流體通道
302．．．節流元件
303．．．折流體
304．．．構成邊界的流線
305．．．縮流斷面
306．．．邊緣區域
307．．．自由射流區
311．．．底板
312．．．接觸面
313．．．對接面
314．．．支撐結構
401．．．接片
501．．．棱角
502．．．間距
601．．．過渡區
602．．．裂口
603．．．中心孔
A．．．燃料元件腳的中心軸
B1 ．．．邊緣區域的寬度
B2 ．．．接片的寬度
R1 ．．．折流體的半徑
R2 ．．．中心孔的半徑
R3,4 ．．．過渡區的曲率
以下配合圖式本發明之燃料元件的內容及其他有利的實施方式作進一步的說明。以下之圖式都是以示意方式繪出本發明之燃料元件的實施例：
第1圖：一個燃料元件的立體透視圖。
第2圖：位於下爐心格柵範圍的多個燃料元件的立體透視圖。
第3圖：一個具有節流元件之燃料元件腳的縱斷面圖。
第5圖：一個燃料元件腳的細部縱斷面圖。
第4圖及第6圖：一個節流元件的俯視圖。
在以上的圖式中，相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示，其他未在圖式中特別標明或說明的元件均屬於先前技術之元件。
303．．．折流體
306．．．邊緣區域
401．．．接片
601．．．過渡區
602．．．裂口
B1．．．邊緣區域(306)的寬度
B2．．．接片(401)的寬度
R1．．．折流體(303)的半徑
R2．．．中心孔(603)的半徑
R3．．．邊緣區域(306)及接片(401)之間的過渡區的曲率
R4．．．接片(401)與折流體(303)之間的過渡區(601)的曲率

Claims (11)

  1. 一種沸水式反應爐的燃料元件(100)，具有許多根集結成一束的燃料棒(102)，該等燃料棒(102)的底部均立於一片底板(311)上，此外，該燃料元件(100)還具有一根燃料元件腳(101)，該燃料元件腳(101)的上排氣口面對該底板(311)，下進氣口則面對沸水式反應爐的一個下爐心格柵(201)，其中一個流體通道(301)在上排氣口及下進氣口之間沿著該燃料元件腳(101)的中心軸(A)通過該燃料元件腳(101)，當沸水式反應爐運轉時，冷卻水會流過該流體通道(301)，此種燃料元件(100)之特徵為：該燃料元件腳(101)具有一個在中心軸(A)方向上與進氣口及排氣口相隔一段距離的節流元件(302)，該節流元件(301)具有一個被多個垂直於中心軸(A)延伸之接片(401)固定在該流體通道(301)之中心部分的折流體(303)，因此該折流體(303)佔有該流體通道(301)的部分斷面積。
  2. 如申請專利範圍第1項的燃料元件(100)，其中該節流元件(302)具有一個沿徑向伸入該流體通道(301)內的邊緣區域(306)，該邊緣區域(306)延伸到一個垂直於該燃料元件腳(101)之中心軸(A)的平面，並將流體通道整個圍繞住。
  3. 如申請專利範圍中第1或2項的燃料元件(100)，其中該折流體(303)被沿著其圓周均勻設置的該接片(401)固定 住。
  4. 如申請專利範圍第2項的燃料元件(100)，其中將該邊緣區域(306)與該接片(401)之間的過渡區(601)與該接片(401)與折流體(304)之間的過渡區(306)設計成使該邊緣區域(306)、該接片(401)、以及該折流體(304)在一個垂直於該燃料元件(101)之中心軸(A)的平面上形成至少三個在該節流元件(302)之切線方向上延伸及彎曲的裂口(602)，並將該裂口(602)的角隅倒圓成圓弧形。
  5. 如申請專利範圍第1或4項的燃料元件(100)，其中圓盤狀之該折流體(303)的表面法線沿著該燃料元件腳(101)的中心軸(A)前進。
  6. 如申請專利範圍第5項的燃料元件(100)，其中該折流體(303)的形狀是圓盤狀。
  7. 如申請專利範圍第1或4項的燃料元件(100)，其中該折流體(303)是一個孔板。
  8. 如申請專利範圍第7項的燃料元件(100)，其中該孔板具有一個中心孔(603)。
  9. 如申請專利範圍第1項的燃料元件(100)，其中將該節流元件(302)與冷卻水接觸的邊緣設計成鋒銳的邊緣、倒角的邊緣、或是倒圓的邊緣。
  10. 一種沸水式反應爐，具有一個劃分成多個區域的反應爐爐心，該反應爐爐心的下爐心格柵具有不同尺寸的一次擋板，同一區域內的一次擋板具有相同的尺寸，不同區 域的一次擋板則具有不同的尺寸，此種沸水式反應爐的特徵為：裝有許多個如前述申請專利範圍中任一項的燃料元件(100)，該等燃料元件(100)的該燃料元件腳(101)均立於反應爐爐心之該下爐心格柵(201)上，其中位於不同區域內的該燃料元件(100)均具有相同的該節流元件(302)。
  11. 如申請專利範圍第10項的沸水式反應爐，其中一次擋板的直徑始終是小於該燃料元件腳(101)之面對該下爐心格柵(201)的進氣口的直徑。
TW097146159A 2007-12-01 2008-11-28 沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件 TWI397083B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07023317A EP2065898A1 (de) 2007-12-01 2007-12-01 Brennelement für einen Siedewasserreaktor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200931445A TW200931445A (en) 2009-07-16
TWI397083B true TWI397083B (zh) 2013-05-21

Family

ID=39323636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097146159A TWI397083B (zh) 2007-12-01 2008-11-28 沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件

Country Status (3)

Country Link
EP (2) EP2065898A1 (zh)
TW (1) TWI397083B (zh)
WO (1) WO2009068660A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3150477A1 (de) * 1980-12-30 1982-08-26 Aktiebolaget Asea-Atom, 72183 Västerås Brennstabbuendel
US20040096026A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Hwang Choe Apparatus and methods for optimizing reactor core coolant flow distributions
TWI234169B (en) * 2002-10-01 2005-06-11 Framatome Anp Gmbh Fuel-element of a boiling-water reactor
TWI263232B (en) * 2003-07-28 2006-10-01 Framatome Anp Gmbh Fuel-element for a pressure-water core-reactor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE424236B (sv) * 1980-10-29 1982-07-05 Asea Atom Ab Brenslepatron for en kokarreaktor
EP0878010B1 (en) * 1996-02-02 2001-10-31 Framatome ANP GmbH Nuclear fuel assembly having a transition piece with reduced flow resistance
JP2001133577A (ja) * 1999-11-02 2001-05-18 Hitachi Ltd 原子炉
EP1280163A1 (de) * 2001-07-25 2003-01-29 Framatome ANP GmbH Verfahren zur Veränderung des Durchflusswiderstandes eines Siedewasserreaktor-Brennstabbündels
DE10301351B4 (de) * 2002-02-09 2005-03-03 Framatome Anp Gmbh Brennelement eines Siedewasserreaktors
DE102004016263B3 (de) 2004-04-02 2005-05-04 Framatome Anp Gmbh Brennelement für einen Siedewasserreaktor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3150477A1 (de) * 1980-12-30 1982-08-26 Aktiebolaget Asea-Atom, 72183 Västerås Brennstabbuendel
TWI234169B (en) * 2002-10-01 2005-06-11 Framatome Anp Gmbh Fuel-element of a boiling-water reactor
US20040096026A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Hwang Choe Apparatus and methods for optimizing reactor core coolant flow distributions
TWI263232B (en) * 2003-07-28 2006-10-01 Framatome Anp Gmbh Fuel-element for a pressure-water core-reactor

Also Published As

Publication number Publication date
EP2065898A1 (de) 2009-06-03
EP2212890A1 (de) 2010-08-04
WO2009068660A1 (de) 2009-06-04
EP2212890B1 (de) 2013-08-14
TW200931445A (en) 2009-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5896644B2 (ja) バーナ装置を稼働させる方法及びこの方法を実施するバーナ装置
JP4948543B2 (ja) 蒸気発生管並びに貫流ボイラ
CN102378849B (zh) 涡轮机叶轮
CN105091030A (zh) 用于火焰筒的套筒以及火焰筒
KR20190016542A (ko) 피보나치 최적화 방사형 열 교환기(fibonacci optimized radial heat exchanger)
RU2612382C1 (ru) Оптимизированные в форме цветка трубы и оптимизированные улучшенные конфигурации решетки
JP2010106831A (ja) 非対称ガスタービン冷却ポート位置
JPH0352594B2 (zh)
TWI397083B (zh) 沸水式反應爐與沸水式反應爐之燃料元件
US5827054A (en) Compound burner vane
JP7250020B2 (ja) マルチパス流量制限ノズル、マルチパス流量制限方法、および該ノズルの製造方法
KR970003785B1 (ko) 스플릿형 콘 스페이서 그리드
CN101832155B (zh) 轴流式涡轮机的喷嘴箱以及轴流式涡轮机
KR100709233B1 (ko) 열/습기 교환기
KR102278435B1 (ko) 유동화 가스 노즐 헤드 및 다중 유동화 가스 노즐 헤드를 갖는 유동층 반응기
JP6805047B2 (ja) コンロバーナ
IT201600106728A1 (it) Bruciatore
JP6139083B2 (ja) 軸流排気式復水器
JP2004003932A (ja) 冷却材炉心入口構造
CN102410052B (zh) 一种小型汽轮机的进汽室
JP6491052B2 (ja) タービン入口構造、およびそれを用いた蒸気タービン
KR101641122B1 (ko) 중수로 핵연료다발의 임계열유속 향상을 위한 핵연료봉 구조
CN102537946A (zh) 双节流内嵌柱形风帽
KR101692349B1 (ko) 바디 유닛 및 그 바디를 포함하는 열교환기
JP7019407B2 (ja) ボイラ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees