CS227191A3 - Auxiliary grid for a fuel element of a nuclear reactor and process for producing thereof - Google Patents

Auxiliary grid for a fuel element of a nuclear reactor and process for producing thereof Download PDF

Info

Publication number
CS227191A3
CS227191A3 CS912271A CS227191A CS227191A3 CS 227191 A3 CS227191 A3 CS 227191A3 CS 912271 A CS912271 A CS 912271A CS 227191 A CS227191 A CS 227191A CS 227191 A3 CS227191 A3 CS 227191A3
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cell
guide tubes
rods
fuel
plates
Prior art date
Application number
CS912271A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean No El Canat
Regus Mortgat
Original Assignee
Framatome Sa
Cogema
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 Framatome Sa, Cogema filed Critical Framatome Sa
Publication of CS227191A3 publication Critical patent/CS227191A3/cs
Publication of CZ280042B6 publication Critical patent/CZ280042B6/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/33Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
    • G21C3/332Supports for spacer grids
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34Spacer grids
    • G21C3/352Spacer grids formed of assembled intersecting strips
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

DOPLŇKOVÁ MŘÍŽ PRO PALIVOVÝ ČLÁNEK JADERNÉHO REAKTORU™ A ZPŮSOB JEJÍ VÝROBY ' Oblast techniky ř , Vynález řeší doplňkovou mísící mříž pro jaderný i palivový článek, jejíž funkce spočívá zejména v zlep- i. šování promíchávání chladivá proudícího vzestupně článkem a ve vyrovnávání jeho7teploty. Zmíněná mříž jeurčena k umístění mezi mříže tvořící konstrukční prvky článku.
Dosavadní stav techniky
Vynález nachází zvlášť významné použití u palivo-vých článků pro jaderné reaktory na tlakovou vodu za-hrnujících nosnou konstrukci sestávající ze dvou kon-cových nástavců - sekcí - spojených navzájem vodícímitrubkami a majících konstrukční mříže rozložené podélcelého článku, přičemž každá z konstrukčních mříží jetvořena alespoň dvěma sadami vzájemně překřížených *· destiček a vnějším pásem, které ohraničují buňky, V ť> z nichž některými prochází vodicí trubky, jinými pakpalivové tyče, destičky jsou opatřeny prostředky proomezení vychylcvání palivových tyčí z uzlových bodůpravidelné sítě a jsou připevněny alespoň k některým z vodicích trubek, alespoň některé z mříží (ty, jež jsou situovány dále ve směru proudění chladivá resp. výše v článku) jsou opatřeny křidélky k promíchávání s proudů chladivá. í ,· ·,. : Z'.'ZZ . .
Alespoň jedna z konstrukčních mříží zabezpečujenavíc stabilizaci a držení tyčí. K tomu účelu je ob-vykle vybavena pružinami, vyříznutými v destičkách ne-bo na destičky připevněnými, určenými k přitlačovánítyčí na výstupky vylisované v deskách tvořících opač-nou stěnu každé buňky. Často je stabilizace a držení zajištěno pomocíhorní nebo spodní konstrukční mříže. Jiné konstrukčnímříže se na uchycení a držení nepodílí, tzn. že seprakticky neúčastní na vertikální stabilizaci tyčí. Často však alespoň některé z nich slouží k udržení ty-čí v jedné rovině nebo k jejich přesnému středění . K tomu účelu má každá stěna každé buňky konstrukční mříže, kterou prochází palivová tyč, přítlačný výstu- pek pro tyč, vyklenutí výstupků je přitom takové, že tyč může klouzat při mírném tření buňkou.
Aby se zvýšila výměna tepla mezi tyčemi a chladi-vém a zestejnoměrnily teploty na všech úrovních, by lo s· již navrženo vložit doplňkovou mísící mříž do jednoho nebo několika meziprostorů vytvořených dvojicemi kons- trukčních mříží . ’
Konkrétně bylo navrženo umístit mezi mříže kla—
, si·
do horní části článku, (jelikož je v jádru vzestupné, což platí obecně) sické konstrukce, proudění chladivá ·,« vylehčené mísící mříže, opatřené křidélky a mající ob-ífl vodový pás.
Ale vzhledem ke skutečnosti, že dvě doplňkové• mříže dvou sousedních palivových článků na sebe mohounarážet nebo se navzájem odírat, musí být jejich pásmechanicky odolný. Proto je vyroben z vnějších desti-ček silnějších a/nebo vyšších, než jsou vnitřní des-tičky, čímž se zvyšuje pohlcování neutronů a ztráty náboje. , Byl učiněn pokus vyřešit .tento problém (EP-A-0261 544) použitím doplňkových mříží bez pásu,jež byly sestaveny z úplně rovných destiček, připevně-ných k vodicím trubkám a ohraničovaly buňky takových rozměrů, že jimi tyče procházely s potřebnou vůlí.
Takové doplňkové mříže způsobují některé kompli-kace. Prakticky neomezují vychyl ování tyčí, které,zejména v reaktorech u kterých se zvyšuje tepelný vý-kon zvyšováním průtoku teplosměnného média a tedyrychlosti oběhu chladivá, vzniká nebezpečí, že se sta-nou místem vibrací v průhybu. Takové vibrace způsobu- > jí, že tyče buší do křidélek sloužících k promíchávání chladivá, jimiž ,je opatřena doplňková mříž.
Tento vynález si klade za cíl vyřešit doplňkovoumříž, která by lépe než předcházející uspokojovala po- .-Λ»"Γ·- žadavky známé z výměny, aniž by předcházejícímiči bez pásu. praxe, zejména tím, že zlepší tepelnoupřitom vyvolávala problémy způsobovanétypy doplňkových mříží, ať už s pásem
Podstata vynálezu
Vynález řeší doplňkovou mříž bez pásu, majícíalespoň dvě sady navzájem překřížených destiček, pevněspojených k sobě v bodech překřížení, obvykle svařenímnebo pájením, opatřených křidélky pro míšení chladivá a ohraničujících buňky, z nichž některými budou procházet vodicí trubky a jinými palivové tyče. Každádestička je opatřena na každé stěně těch z vnitřníchbuněk, kterými prochází tyče, výčnělky, jejichž vykle-nutí je dostatečně mírné, aby ponechávalo radiální vů-li tyčím procházejícím buňkou a bylo proporcionální hloubce, do které z roviny destičky vystupují křidél-ka, takže dostane-li se tyč do kontaktu s výstupky, neměla by v případě vibrací v průhybu dosáhnout ke křidélkům.
Je výhodné, aby délka destiček byla taková, že zaplnění roviny doplňkové mříže nebude přesahovat ob-vod mnohoúhelníka tvořícího vlastní obal tyčí: tudíž, destičky dvou sousedních palivových článků se nemohoudostat do kontaktu a zabrání sé tak nárazům·, které pak
- 5 - 1'
nemohou vznikat než mezi konstrukčními mřížemi článku,opatřenými obvodovým pásem.
Zpravidla bude doplňková mříž nebo mříže článkutvořená slitinou na bázi zinku, tedy slabě pohlcujícíneutrony. Touto slitinou může například být materiálznámý jako "zircaloy 4", tepelně uvolněný. Použitouslitinou může být i kalená slitina na bázi zirkonu,obsahující např. 1% hmot. niobu, 1¾ hmot. cínu a 0,5¾ hmot. železa.
Doplňkové mísící mříže, které mají pouze termo-hydraulickou funkci, mohou mít axiální délkový rozměr mnohem menší, než konstrukční mříže. Délka bez křidé-lek může například činit 10 mm namísto 43 mm. Z toho je patrné, že doplňková mříž podle vynálezuje lehké konstrukce a při proudění způsobuje jen velminízké ztráty náboje, jelikož je však opatřena křidélkyvhodné velikosti, zlepšuje tepelnou homogenitu proudí-cího chladivá; Díky tomu, že zahrnuje prostředky propřidržování tyčí, zabraňuje nebezpečí otloukání křidé-lek v případě vibrací a rovněž omezuje možné prohýbání tyčí .
Vynález rovněž navrhuje řešení palivového článku, jehož konstrukce zahrnuje koncové nástavce - sekce - vodicí trubky napojené na nástavce a konstrukční mřížes pásem, (z nichž alespoň jedna zabezpečuje uchycenía oporu tyčím), a alespoň jednu doplňkovou mříž typu / s> s sgssíaíňsa*z »τ»τχ w y ' ', specifikovaného výše, umístěnou mezi dvěma konstrukč-ními mřížemi v sekci výše ve směru proudění chladivá v č1ánku.
Podle dalšího aspektu vynálezu, připouštějícího -použití nezávisle na prvním, jsou tyče drženy jednou ze dvou koncových konstrukčních mříží, která je z mar-tenzitické oceli. Nosná mříž je připevněna alespoň k některým z vodicích trubek, anebo k jednomu z nás-tavců. a je vybavena pružnými prostředky pro uchycenía ustředění tyčí, které mohou být klasického typu.Druhá .koncová 'mříž může být .rovněž.opatřena pružnýmiuchyc.ovac ími prvky, aniž by však byla připevněna k vo-dicím trubkám, takže nejsou na zábranu rozdílné di.latace, ke kterým dochází při ozáření u palivo-vých tyčí na jedné straně' a vodicích trubek na straně druhé.Další konstrukční mříže jsou připevněny alespoňk některým z vodicích trubek a nesou buďto prostředkypro ustředění tyčí, anebo jsou opatřeny prvky, kteréprostě omezují vychylování tyčí ohybem.
Vynález bude lépe pochopitelný po přečtení násle-dujícího popisu, který vychází z konkrétního způsoburealizace vynálezu uvedeného jakožto příklad nikolivvšak vyčerpávající varianta uplatnění. Popis odkazujena výkresy, které jej doprovázejí, a v nichž:
Přehled obrázků na výkresech obrázek 1 je schematické zobrazení rozložení mříží v jaderném palivovém článku pro reaktor s tlako-vou vodou; - ' - obrázek 2 je schematickým půdorysným pohledemna část přídatné mísící mříže podle konkrétního způso-bu uplatnění vynálezu; - obrázek 3 je bočním pohledem na mříž z obrázku 2, ve směru linie III-III; - obrázek 4 je průřezovým pohledem, ve větším mě-řítku, podle linie IV-IV z obrázku 2; - obrázek 5, podobný obrázku 2, ukazuje konstruk-ční mříž použitelnou v článku z obrázku 1, jejímž pou-žitím se omezuje maximální příčné vyklonění tyčí; — obrázek 6 je bočním pohledem na mříž z obrázku 5, ve směru linie VI-VI; - obrázek 7 je řezem podle linie VII-VII na ob-rázku 5 ve větším měřítku; - obrázek 8 je detailnímperspektivním pohledem ve větším měřítku, ukazujícím stěny jedné z buněk mříže z obrázku 5; - obrázek 9, podobný obrázku 2, ukazuje možnéstavební seskupení opěrné mříže použitelné v palivovém článku z obrázku 1; - obrázek 10 je bočním pohledem na mříž z obrázku9, ve směru linie X-X;
- 8 - - obrázek 11 je detailním pohledem ve větším mě-řítku, v řezu podél linie XI-XI na obrázku 9; - obrázek 12 je průřezovým pohledem ve větším mě-řítku podle osy vodicí trubky, ukazujícím možnou sta-vební sestavu ze spojovacích prvků mezi spodní částívodící trubky, spodní opěrnou mříží a spodním nástav-cem; - obrázek 13, podobný obrázku 7, ukazuje jednumožnou variantu provedení konstrukčních mříží; - obrázek 14, podobný obrázku 7, ukazuje možnoustavební sestavu konstrukční mříže ze dvou navzájem'pevně spojených; - obrázek 15 ukazuje část mříže podle způsobu re-alizace z obrázku 14, před umístěním pásu; - obrázky 16 a 17 ukazují zlomek mříže, tvořící jednu var i antu mř í že z obrázků 5 až 8, při čemž obrázek17 je průřezovým pohledem obrázku 16; - obrázky 18 a 19, podobné obrázkům 16 a 17, uka-zují jednu okrajovou buňku. Příklady provedení vynálezu
Jedno řešení mříže podle vynálezu je zejména pou-žitelné v palivovém článku 10 typu zobrazeného na ob-rázku 1. Tento palivový článek 10 zahrnuje strukturumající dva nástavce neboli koncové části 12 a 14 spo-
-, >» jené vodícími trubkami 16, určené k zavedení palivo-vých tyčí z řídícího uzlu na obrázku neznázorněného a dále zahrnuje konstrukční mříže rozmístěné v urči-tých vzdálenostech podél vodicích trubek a upevněnéalespoň k některým z těchto vodicích trubek .16, s vý-jimkou jediné z koncových konstrukčních mříží v přípa-dě zobrazeném pro jako příklad. Mříže vymezují buňkypro průchod neznázorněných palivových tyčí, nebo vodi-cích trubek. V dalším bude popsán vynález hlavně z hlediskajeho použití v palivovém -článku, jehož konstrukčnímříže vymezují čtvercové buňky, a v němž je horní nás-tavec 12 připevněn k spodnímu nástavci 14 vodícími trubkami článku. V palivovém článku znázorněném jakožto ilustrují-cí příklad jsou použity konstrukční mříže dvojího od-lišného typu.
Spodní konstrukční mříž 20 (obrázky 9-11) sloužík držení palivových tyčí, s nimiž je spojena třeníma k udržování spodních konců těchto palivových tyčív jedné poloze vzhledem k vodicím trubkám 16 a spodní-mu nástavci 14.
Horní konstrukční mříž 22 je rovněž spojena s pa-livovými tyčemi třením, a to v jejich horní koncovéčásti, avšak může se vzhledem k vodicím trubkám 16., pokterých klouže, přemisťovat v podélném směru. Prost-
řední konstrukční mříže 24, například v počtu šesti,mohou mít kteroukoliv z několika možných konfigurací.Mohou být sestaveny klasickým způsobem a sloužit , k přesnému ustředění palivových tyčí v uzlových" bodechpravidelné sítě, z čehož vyplývá, že představují kons-trukční prvky, kterými mohou palivové tyče hladceprokluzovat; mohou také sloužit jednoduše k tomu, abyomezovaly průhybové vychylování palivových tyčí. V dalším budou popsány příklady různých možných konstrukčních řešení mříží 20, 22 a 24.
Palivový článek podle vynálezu z obrázku 1 zahr-..' nuje ještě i přídavné mříže 26 určené k promícháváníproudů chladivá a k vyrovnávání teplot, mají tudíž vý-lučně termohydraulickou funkci. Tyto mříže se obvykleumisťují pouze do sekcí článku s nejvyššími teplotami,tzn. mezi konstrukční mříže situované výše po směruproudění. Palivový článek znázorněný na obrázku 1 za-hrnuje tři mísící mříže 26, které nemají obvodový pás,jsou použity pouze pro termohydrau1 ickou regulacia nachází se vždy v prostoru mezi dvěma mřížemi 24. Tři mísící mříže jsou naprosto stejné, přičemžjejich stavba může odpovídat řešení zobrazenému na ob-rázcích 2 až 4. Sestávají ze dvou sad vzájemně se kří-žících destiček 28 a 30 ze slitiny na bázi zirkonia,jako je "zirkaloy 4" tepelně uvolněných/bez vnitřníhopnutí/ nebo ze slitiny na bázi Zr, která má po zakale- aačátež^.· \Oii8siů ·, .2^11111111111¾¾ 88»
álssSHF x^áUsX'- 'v-^f -^¾ ^sgr·’**^ v-5 * - * 11 - ní lepší odolnost vůči korozi á také charakteristikyjejího zvětšení vlivem ozáření jsou příznivější (napřNbl, Sni Fe 0,5). Destičky jsou nařezány z tenkého páskového materiálu, např. asi 0,5 mm silného, sesku-peny středy pásu k sobě a navzájem pevně spojeny sva-řením. Jejich horní hrana/ výše po proudu chladivá/ je prodloužená mísícími křidélky 32, která mohou - být-pou- žita v kterémkoliv z klasických používaných dispozič-ních řešení. U buněk určených k zavedení vodicích tru-bek 16 jsou prodloužená jazýčky 34 určenými k přivaře-ní (např. odporově) k těmto vodicím trubkám.
Aby se zabránilo tomu, že by se dostaly do kon-taktu s mísícími křidélky 32 palivové tyče 36, z nichž je na obrázku 2 znázorněno pouze několik, jsou destič-ky 28 a 30 opatřeny opěrnými zarážkovými výstupky 38 směřujícími do vnitřku každé z buněk, kterou je vedena palivová tyč 36 . Zmíněné opěry vyčnívají z roviny des-tičky právě jen o tolik, aby mezi nimi a palivovýmityčemi 36 zůstala průměrová vůle umožňující volnýprokluz těchto tyčí. Výstupky 38 mohou být uspořádányv jedné linii, která je o něco posunutá od středůvnitřních stěn buněk, aby tyto prvky konstrukce neko-lidovaly se základnami mísících křidélek 32. Výstupky38.mohou být jinak distribuovány po celé šířce destič-ky: dva sousední· výstupky se vytvoří naříznutím des-tičky podél středové linie a vytlačením plechu po obou
- 12 - stranách nad a pod zářezem v opačném směru. Mříž 26 ukázaná-na obrázcích 2 až 4 je tvořena destičkami takové délky, aby zaplnění prostoru v rovi-ně mříže, jak je naznačeno rámečkem z Čerchováných čar40, nepřesáhlo obvod čtverce 42, tvořícího vlastníobal tyčí 36 . Díky tomu se navzájem nemohou dostat do přímého kontaktu přídavné mříže dvou sousedních pali-vových článků. Není nezbytně nutné, aby dosahovaly ta-kové mechanické pevnosti a robustní konstrukce, jakáby byla nezbytná v případě nebezpečí nárazů. V praxi postačuje, aby destičky končily na úrovnistředů palivových tyčí 36 v okrajové poloze na obvodučlánku. Konstrukční mříže 24, které nezabežpečuji opo-ru tyčí, mohou být konstrukčně řešeny způsobem ukáza-ným schematicky na obrázcích 5 až 8. Všechny mříže 24 znázorněné na obrázku 1 jsou opatřeny křidélky, alev jistých případech mohou být tato křidélka u mříží umístěných níže v článku. Mříže 24 jsou tvořeny dvěma sadami destiček 28a a 30a, které jsou všeobecně z téhož materiálu jako destičky 28 a 30. Mříže 24 podle vyobrazení zahrnují mísící křidélka 32, která mohou být rozmístěna stejnýmzpůsobem, jako je tomu u doplňkových mříží 26, a dálezahrnují i opěrné výstupky. U způsobu provedení zná-zorněného na obrázcích 7 a 8 je těchto výstupků v kaž-dé buňce určené pro zavedení palivové tyče 36 celkem šest. Dva výstupky 44 a 46 jsou pružné a mají tlačitna tyč. Další výstupky 48 tvoří jednoduché opěry umís-těné protilehle k pružným výstupkům.
Konstrukční mříže zahrnují pás tvořený vnějšímidestičkami 50 a 52, jejichž řůžkovitá zakončení jsouvhodně sklopena dovnitř, aby se zabránilo jejich zak-lesnutí do pásu náležejícímu některému ze sousedních,článků. Destičky tvořící pás mohou být svařeny housen-kovými sváry s vnitřními destičkami 28a a 30a. Vnitřní destičky pak zase mohou být navzájem svařeny laserový-mi paprsky nebo dopadajícími elektrony v každém přek-řížení blízkosti velkých stěn mříže.
Obrázek 7 ukazuje jazýčky 34a umožňující přivařitmříže 24 na vodicí trubky. U jedné varianty provedenímají výstupky, jimiž jsou opatřeny mříže 24 pouze tufunkci, aby omezovaly průhyb tyčí a zabránily tomu,aby se tyto tyče nedostaly do kontaktu s křidélkyv případě, že by začaly vibrovat. Zmíněné výstupky mo-hou být například řešeny některým ze způsobů popsanýchv přihlášce francouzského patentu č. 90 09446.
Obrázky 16 a 17 ukazují jako příklad řešenív úseku destičky tvořící přepážku mezi dvěma buňkami,opěrné prvky ve tvaru půlknoflíků 74 a 76 s přibližněpolokruhovitou základnou, která jsou vzájemně uspořá-dána nad sebou v linii odpovídající směru prouděníchladivá a směřují svými vystupujícími částmi každé na 14 - jinou stranu. Tyto výstupky tvoří jakoby dvě naběračky stejných rozměrů. Jsou vůči sobě obráceny vzhůru noha-ma, takže se otvírají směrem k sobě. Odděluje je zářez 78. Zářez 78, místo aby byl kolmý k převládajícímusměru proudění chladivá, by mohl být veden i šikmo, čímž by u naběračkovitých vydutí bylo dosaženo rovněž vzájemně šikmého položení.
Je také možno zhotovit mříže s naběračkovitými vydutími a bez obvodového pásu, jejichž jedinou funkcíje promíchávání chladivá, tj. termohydraulické působe-ní. V tom případě mohou být okrajové buňky mříže opat-řeny opěrnými prvky, tvořícími pouze zlomek naběračko-vitého vydutí . Obrázky 18 a .19 ukazují možné provedeníopěrných prvků použitelných u výše uvedeného typu mří-že. Koncová část destičky umístěná pod horní naběrač-kou 74 je vynechána.
Pro ilustraci je možno uvést, že naběračkovitá vydutí mohou z destičky vyčnívat o 1,1 až 1,2 mm a u základny dosahovat poloměru kolem 7 mm.
Opěrná mříž 20, která tvoří spodní konstrukční mříž, má sloužit k sevření palivových tyčí a k upevně-ní spodního konce těchto tyčí vzhledem k vodicím trub-kám 16 a spodnímu nástavci 14. Až doposud byla spodní mříž palivových článků často z destiček 'ze slitiny na bázi zirkonia, chyběla .feř'“ & Ctí z \ n~
« -«·«-···A jí mísící křidélka zato však měla připevněny pružinyz materiálu, jehož mechanické vlastnosti se působenímozáření nemění, jako je například slitina "inconel". U výhodnějšího provedení podle vynálezu je mříž20 tvořena destičkami z martenzitické oceli spojenýmispájením a poté exponovanými vyšším teplotám, aby pru-žiny spojené s destičkami náležitě pružily.
Jako příklad způsobu výroby můžeme uvést následu-jící technické údaje.
Destičky jsou nařezány z páskové austenitickéoceli s asi 80% váhovým podílem železa a dále 13 až14% Cr, 4 až 8% Ni a 2 až 3% Cu nebo Mo spolu s 0,1 až0,5% AI , přičemž obsah dalších případných prvků ve slitině je nižší než 0,15. Před lisováním výstupků se tažnost oceli zvyšujekalením s následným popouštěním až za teploty 76O°C,poté za teploty 62O°C, aby se snížilo uvolnění vlivem ozáření .
Destičky opatřené zářezy a opracované tažením/lisováním/, aby se na nich vytvořily pružiny a výs-tupky, se sestaví dohromady a pak klasickým způsobemspojí pájením za teploty kolem 93Ο*Ό. Aby se elimino-val tepelný efekt pájení, mříž se zakaluje a popouští,např. zahříváním na teplotu 93O”C a nechá zchladnoutna vzduchu, poté se vystaví alespoň 4 hodiny působeníteploty mezi 570°C a 600’C. - 16 - Tímto postupem se dosáhne výsledné mikrostrukturyoceli, zaručující její dobrou odolnost vůči relaxaci vlivem ozáření a také příznivých charakteristik pokudjde o odolnost vůči korozi při tepelném namáhání a zkřehnutí působením vodíku.
Destičky jsou opatřeny zářezy tak, aby každá buň-ka obsahující jednu palivovou tyč byla opatřena dvěmapružinami 54 navzájem vůči sobě posunutými o 90°a čtyřmi výstupky 56, z nichž vždy dva a dva se nachá-zí proti pružinám 54.
Když je mříž 20 zhotovena z martenzitické oceli, nedá se přímo spojit s vodícími trubkami 16 svařenímnebo pájením. Pevné spojení spodní části vodicích tru-bek se spodním nástavcem 14 a s.opěrnou/přidržovací/ mříží 20 může být řečeno konstrukcí zobrazenou na ob-rázku 12. Do spodní koncové části každé z čtyřiadvace-ti vodicích trubek 16 je vloženo trubkovité pouzdro58 určené pro hydraulické utlumení pádu tyčí z řídí-cích uzlů. Pouzdro 58 a trubka 16 jsou upevněny zatla-čením nebo zakroucením v drážkách uzávěru 60 vodicích trubek a uzávěr samotný je pak zase pevně spojens nástavcem 14 pomocí šroubového uzávěru 62., zavrtané-ho do průchozího otvoru chladivá a zajištěného protiotáčení zdeformováním koncového krčku 64. Spodní mříž20 je. opatřena přesuvnými ocelovými objímkami 65., kte-ré jsou na ni připájeny. Spodní zakončení ^těchto objí- 17 - *ί?^ε^\, < - 4 »%s. -535«*-*· —Λ t í^lrf-př ..·.<-^?1^.« mek 64 jsou pomocí odporového svařování spojenyv drážce 66 s Šroubovými uzávěry 62.
Horní mříž 22 může být rovněž tvořena destičkami z martenzitické oceli, opatřenými pružinami a výstupky:typů, jaké byly ukázány na obrázcích 10 a 11. Objímkymohou být při pájeny na mříž a uchyceny mezi dvěma sku-pinami "zarážek navařených na vodicí trubky naď a podmříží 22, aby se omezilo příčné vychylování této mříže od vodicích trubek.
Jako příklad lze uvést, že palivový článek určenýpro reaktor na tlakovou vodu v provedení ukázaném naobrázku 1 může zahrnovat tři doplňkové mříže, jejichžvnitřní destičky jsou vyříznuty z páskového plechutloušťky cca 0,5 mm a obvodový pás o výSce přesahující40 mm je vytvořen ze silnějSího plechu. Opěrná/nosná/ mříž z martenzitické oceli může mít výšku 30až 35 mm. Příklad provedení konstrukční mříže zobraze-né na obrázku 13 se liší od provedení na obrázcích5 a 8 tím, že každá buňka určená k zavedení jedné pa-livové tyče je opatřena osmi opěrnými výstupky, vytvo-řenými naříznutím a vytlačením destiček, které omezují příčná vychýlení tyčí a znemožňují tak, aby tyto tyče narážely na křidélka a aby jejich vychylování mohlo vést k jejich poškození. V případě ukázaném na obrázku13 jsoú výstupky rozmístěny ve dvojicích, přičemž vždyv téže dvojici vyčnívají na opačné strany.
U způsobu provedení ukázaného na obrázcích 14a 15, je obvodový pás 24 tvořen ze dvou stejných polo-vin 68 a 70, pakliže se nevybaví křidélky a jazýčkypro připevnění mříže k vodicím trubkám pouze horní po-lovina. Každá z buněk, určených k zavedení palivovýchtyčí je opatřena osmi výstupky, jak je tomu v případěna obrázku 13. Každá z polovin je zhotovena bez obvo-dového pásu. Tyto dvě poloviny se nejprve svaří navzá-jem k sobě po obvodu, to jest celkem v šedesáti osmi styčných místech. Koncové jazýčky vnitřních destičekse pak uplatňují na destičkách -dvojnásobné výšky nežjé výška destiček polovin, které mají tvořit obvodovýpás. Nakonec se provádí klasickým způsobem při vaření vnějších destiček.

Claims (11)

  1. PATE NTOVÉ PWM-WtZ. 19
    1. Doplňková t&amp;íeί·ο4· mříž pro -jirlrrn-ň pa l ivov^článÉ^určená vložení mezi mříže, které jsou součástí konstrukce článku, vyznačující se tím, že nemá obvodový pás a je tvořena alespoň dvěma sadami destiček (28,30) vzájemně se křížících a pevně spojených v bodech překřížení, tyto destič-ky jsou opatřeny křidélky (32) k promíchávání chla-divá a ohraničují buňky, do kterých mají být zave-deny buďto vodicí trubky, nebo palivové tyče, a žekaždá destička je opatřena na každé ze stěn vnitř-ních buněk, do kterých mají být zavedeny palivovétyče, výstupky (38), hloubka jejichž vytlačení z roviny destičky je dostatečně mírná, aby vůči pa-livovým tyčím procházejícím buňkou ponechávala dos-tatečnou radiální vůli a byla v náležitém poměruk vzdálenosti, do jaké z roviny destičky vyčnívajíkřidélka, aby se totiž palivová tyč dostávala dokontaktu s výstupky a nedotýkala se v případě vib-rací v průhybu křidélek, délka destiček je přitomvolena tak, aby zaplnění v rovině doplňkové mřížese omezovalo na menší plochu, než je obvod mnoho-úhelníku tvořícího vlastní obal palivových tyčí. - 20
  2. 2. Mříž podle nároku 1,vyznačující set í m , že je zhotovena z plechu ze slitiny na bázizirkonia vyznačujícího se slabým pohlcováním neut-ronů, jako je např. "zircaloy" zbaveného pnutí te-pelným zpracováváním, nebo ze slitiny na bázi zir-kon! a, která se zakaluje.
  3. 3. Palivový článek vyznačující se tím, že zahrnuje nosnou konstrukci sestávající ze: dvou nástavců (12,14) spojených dohromady vodí-cími trubkami (16); konstrukčních mříží rozmístě-ných podél článku, přičemž každou z těchto konst-rukčních mříží tvoří alespoň dvě sady destiček vzá-jemně překřížených a vnějáí pás, které ohraničují buňky určené buďto pro vodicí trubky nebo pro pali-vové tyče, destičky jsou přitom opatřeny konstrukč-ními prvky omezujícími vychylování palivových týčíZ uzlových bodů pravidelné sítě a připevněnýmialespoň k některým z vodicích trubek (16), alespoň některé z konstrukčních mříží jsou vybaveny mísící-mi křidélky proudů chladivá; a alespoň jedna z do-plňkových mříží podle nároku 1 a 2 je umístěna mezi dvěma konstrukčními mřížemi v horní části článku (výše ve směru proudění chladivá).
  4. 4. Článek podle nároku 3, vyznačující set í m , že tyče jsou drženy jednou ze dvou kohco-
    vých konstrukčních mříží, která je upevněna alespoň k některým z vodicích trubek a vybavena pružnými prostředky pro uchycení a ustředění tyčí. 5. Článek podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se tím, že druhá koncová mříž je rovněž opatřena pružnými prostředky k uchycení, ale není pevně spo-........jena s vodícími trubkami________________________ _________________
  5. 6. Článek podle nároku 5 nebo 6, vyznačuj ícíse t í m , že konstrukční mříže jiné než koncové jsou pevně spojeny alespoň s některými z vodicíchtrubek a nesou buďto prvky pro ustředění palivovýchtyčí, anebo prostředky, které omezují jejich vychý-lení v průhybu.
  6. 7. Článek podle nároku 4, 5 nebo'6, vyznaču-jící se t í m , že alespoň koncové, konst-rukční mříže, které slouží jako opora pro palivovétyče, jsou z martenzitické oceli,
  7. 8. Článek podle nároku 7, vyznačující setím, že mříž (20), která drží palivové tyče je < opatřena ocelovými objímkami (65), které jsou na ni * připevněny, a jejichž spodní konce jsou připevněny na uzávěry (62) vodicí trubky.
  8. 9. Článek podle nároku 7 nebo 8, v y z na č u j í c íse tím, že zmíněná mříž, která drží tyče je L
    !
    z martenzitické oceli obsahující 13 až 14 váhovýchprocent niklu, je zakalena při teplotě 930’C a po-pouštěna při teplotě mezi 570 a 600*C.
  9. 10. Článek podle kteréhokoliv z·- nároků 4 až 9,v y z n a č ují c í s e t í m , že druhá kon-cová mříž (22) je z martenzitické oceli a jeopatřena pružnými prostředky pro ustředění palivo-vých tyčí, přičemž se může volně přemisťovat podélvodicích trubek v předem stanoveném rozmezí.
  10. 11. Článek podle nároku 10, vyznačuj í c íse t í m , že druhá mříž je opatřena připevněný-mi objímkami uchycenými mezi zarážkami připevněnými na vodicí trubky.
  11. 12. Článek podle nároku 1, vy značujícíse tím, že výstupky jsou vytvořeny v každéstěně oddělující dvě vnitřní buňky, jimiž procházípalivové tyče, naříznutými a vytaženými úseky des-tičky ve tvaru naběračkovitých vydutí, posunutýminavzájem v linii proudění chladivá a výstupujícíchvždy na opačnou stranu, takže je umožněno přecháze-ní chladivá z jedné buňky do druhé.
CS912271A 1990-07-24 1991-07-22 Doplňková mříž pro palivový článek jaderného reaktoru a způsob její výroby CZ280042B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9009447A FR2665292B1 (fr) 1990-07-24 1990-07-24 Grille additionnelle pour assemblage combustible de reacteur nucleaire et assemblage en comportant application.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS227191A3 true CS227191A3 (en) 1992-02-19
CZ280042B6 CZ280042B6 (cs) 1995-10-18

Family

ID=9399049

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5183629A (cs)
EP (1) EP0468870B1 (cs)
JP (1) JPH05323074A (cs)
KR (1) KR920003329A (cs)
CN (1) CN1027108C (cs)
CZ (1) CZ280042B6 (cs)
DE (1) DE69108132T2 (cs)
ES (1) ES2071253T3 (cs)
FR (1) FR2665292B1 (cs)
ZA (1) ZA915797B (cs)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5299245A (en) * 1992-11-02 1994-03-29 B&W Fuel Company Spacer grid for a nuclear fuel assembly
US5488644A (en) 1994-07-13 1996-01-30 General Electric Company Spring assemblies for adjoining nuclear fuel rod containing ferrules and a spacer formed of the spring assemblies and ferrules
US5519747A (en) 1994-10-04 1996-05-21 General Electric Company Apparatus and methods for fabricating spacers for a nuclear fuel rod bundle
US5533592A (en) * 1994-11-28 1996-07-09 Lamoureux; Laurent J. Expandable scaffold for hopper
US5546437A (en) 1995-01-11 1996-08-13 General Electric Company Spacer for nuclear fuel rods
US5566217A (en) 1995-01-30 1996-10-15 General Electric Company Reduced height spacer for nuclear fuel rods
US5675621A (en) 1995-08-17 1997-10-07 General Electric Company Reduced height flat spring spacer for nuclear fuel rods
GB9707690D0 (en) * 1997-04-16 1997-06-04 British Nuclear Fuels Plc Improvements in or relating to fuel assemblies
US6526116B1 (en) * 1997-07-02 2003-02-25 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear fuel assembly with hydraulically balanced mixing vanes
FR2766003B1 (fr) * 1997-07-11 1999-12-03 Framatome Sa Grille pour assemblage combustible nucleaire et plaquette pour une telle grille
JP3872598B2 (ja) * 1998-07-08 2007-01-24 三菱重工業株式会社 原子炉燃料集合体の支持格子
KR100330358B1 (ko) * 1999-07-29 2002-04-01 장인순 냉각수 혼합을 위한 딤플형 베인과 다중스프링이 부착된 지지격자체
US6367430B1 (en) * 2000-03-21 2002-04-09 Babcock & Wilcox Canada, Ltd. Scalloped lattice bar nuclear steam generator tube supports
JP2001290434A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 Nec Corp 表示装置
JP2003149369A (ja) * 2001-11-08 2003-05-21 Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd 燃料集合体支持格子の製造方法
DE10211179C1 (de) * 2002-03-14 2003-12-18 Framatome Anp Gmbh Abstandhalter für das Brennelement eines Siedewasserreaktors
US7421056B2 (en) 2002-03-14 2008-09-02 Areva Np Gmbh Fuel assembly for a boiling water reactor
DE10246131A1 (de) * 2002-10-01 2004-04-22 Framatome Anp Gmbh Brennelement eines Siedewasserreaktors
US7085340B2 (en) * 2003-09-05 2006-08-01 Westinghouse Electric Co, Llc Nuclear reactor fuel assemblies
FR2860334B1 (fr) * 2003-09-30 2007-12-07 Framatome Anp Assemblage de combustible nucleaire comprenant un dispositif maille de renfort et utilisation d'un tel dispositif dans un assemblage de combustible nucleaire
FR2910687B1 (fr) * 2006-12-26 2016-08-26 Areva Np Grille-entretoise a elements d'appui en forme de selle de cheval et assemblage de combustible nucleaire correspondant.
US8116423B2 (en) 2007-12-26 2012-02-14 Thorium Power, Inc. Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly
AU2007363064B2 (en) 2007-12-26 2014-02-13 Thorium Power Inc. Nuclear reactor (variants), fuel assembly consisting of driver-breeding modules for a nuclear reactor (variants) and a fuel cell for a fuel assembly
JP5755568B2 (ja) 2008-12-25 2015-07-29 トリウム・パワー、インクThorium Power,Inc. 軽水炉核燃料集合体および軽水炉
US10170207B2 (en) 2013-05-10 2019-01-01 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
WO2011143172A1 (en) 2010-05-11 2011-11-17 Thorium Power, Inc. Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof
US10192644B2 (en) 2010-05-11 2019-01-29 Lightbridge Corporation Fuel assembly
EP2741297A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-11 Areva NP Fuel rod support insert for a nuclear fuel assembly spacer grid, spacer grid and nuclear fuel assembly
CN104036830B (zh) * 2014-06-20 2017-01-11 中广核研究院有限公司 低压降保持格栅及带有这种保持格栅的燃料组件
US10139172B2 (en) * 2014-08-28 2018-11-27 Mahle International Gmbh Heat exchanger fin retention feature
CN107195335B (zh) * 2017-05-22 2023-06-13 岭东核电有限公司 燃料组件及其装配方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4155807A (en) * 1976-09-22 1979-05-22 Westinghouse Electric Corp. Core and transition fuel assembly for a nuclear reactor
FR2457544A1 (fr) * 1979-05-22 1980-12-19 Commissariat Energie Atomique Grille d'espacement pour un faisceau d'elements combustibles de reacteur nucleaire
US4576786A (en) * 1983-12-21 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Partial grid for a nuclear reactor fuel assembly
IL73802A0 (en) * 1983-12-30 1985-02-28 Westinghouse Electric Corp Coolant flow mixing grid for a nuclear reactor fuel assembly
US4692302A (en) * 1983-12-30 1987-09-08 Westinghouse Electric Corp. Coolant flow mixer grid for a nuclear reactor fuel assembly
FR2574579B1 (fr) * 1984-12-06 1987-02-13 Fragema Framatome & Cogema Assemblage de combustible pour reacteur nucleaire
FR2599177B1 (fr) * 1986-05-20 1991-10-18 Fragema Framatome & Cogema Assemblage combustible a grilles anti-corrosion
FR2603417B1 (fr) * 1986-08-28 1988-12-02 Framatome Sa Assemblage de combustible nucleaire a grille d'extremite libre
US4698204A (en) * 1986-09-17 1987-10-06 Westinghouse Electric Corp. Intermediate flow mixing nonsupport grid for BWR fuel assembly
DE8625662U1 (de) * 1986-09-25 1988-03-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kernreaktorbrennelement
US4879090A (en) * 1987-08-24 1989-11-07 Combustion Engineering, Inc. Split vaned nuclear fuel assembly grid
CA2004548C (en) * 1988-12-05 1996-12-31 Kenji Aihara Metallic material having ultra-fine grain structure and method for its manufacture
US4951299A (en) * 1989-01-11 1990-08-21 Advanced Nuclear Fuels Corporation Intermediate mixing grid

Also Published As

Publication number Publication date
EP0468870B1 (fr) 1995-03-15
ES2071253T3 (es) 1995-06-16
KR920003329A (ko) 1992-02-29
DE69108132T2 (de) 1995-07-20
FR2665292A1 (fr) 1992-01-31
DE69108132D1 (de) 1995-04-20
CN1058483A (zh) 1992-02-05
FR2665292B1 (fr) 1992-11-13
CN1027108C (zh) 1994-12-21
EP0468870A1 (fr) 1992-01-29
CZ280042B6 (cs) 1995-10-18
US5183629A (en) 1993-02-02
JPH05323074A (ja) 1993-12-07
ZA915797B (en) 1993-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5183629A (en) Additional grid for a nuclear reactor fuel assembly, and assembly comprising an application thereof
US5032351A (en) Modified cross point spacer apparatus and construction
EP0304724B1 (en) Nuclear fuel assembly grid
EP0237064B1 (en) Mixing grid for a nuclear reactor fuel assembly
EP0260602B1 (en) Intermediate flow mixing nonsupport grid for boiling water reactor fuel assembly
US3954560A (en) Nuclear fuel assembly
US4061536A (en) Fuel assembly for nuclear reactors
US3368945A (en) Fuel assembly for a neutronic reactor
US3442763A (en) Nuclear reactor fuel element assemblies
KR100338912B1 (ko) 원자로내에서연료봉을지지하기위한격자구조체
US4297170A (en) Devices for transversely holding the fuel rods of a nuclear reactor assembly
JPH03200093A (ja) 核燃料集合体スペーサとたわみ性の高いループばね
SE443893B (sv) Brensleaggregat for en kernreaktor
EP0254096A2 (en) Boiling water reactor fuel assembly having axially positioned fuel rod spacers
JPH0573194B2 (cs)
EP0528621B1 (en) Hydride resistant spacer formed from interlocking strips for a nuclear fuel assembly of a boiling water reactor
CA2486036C (en) Anti-vibration support for steam generator heat transfer and method for making same
US4728490A (en) Fuel rod spacer with perimeter scoops for diverting liquid coolant flow
US3317399A (en) Fuel element container
JPS6283687A (ja) 原子炉燃料集合体
JP2002508075A (ja) 燃料保持用斜行ばねを有する核燃料集合体グリッド
JPS6361992A (ja) 核燃料集合体
US4626405A (en) Cruciform skeleton and water cross for a BWR fuel assembly
CA1108316A (en) Integral nuclear fuel element assembly
US3719559A (en) Fuel pin spacer structure