SVERIGE (19) SE (12) UTLAGGNINGSSKRIFT (bi) Internationell klass 3 IBK2D 8101615-4 G 21 C 3/34 PATENTVERKET (44) Ansok.in utlagd h ullagg mngsskrilten publicerad (41) Ansökan alimant I Mganglig (22) Patentansokan inkom (24) Lopdag (62) Stamnnsokans nummer (86) Internal onell ingivningsdag (86) Ingivningsdag for,insokan om europfskt patent (30) Pi luritetsuppijilio' 82-11-01 82-09-14 81-03-13 (11) Publicerings nummer Ansökan inkommen som 425 756 B svensk patentansokan O fullföljd internationell patentansokan med nummer omvandlad europeisk patentansokan med nummer (71)Sökande: AB ASEA-AT0M, VÄSTERAS, SE (72)Uppfinnare: 0 Nylund, Västerås. (74)0mbud: B Uhman (54)Benämning: Spridare för fixering av bränslestavar i en bränslepatron för en kärnreaktor (57)Sammandrag: r o o o o 0000 00 10 Q Föreliggande uppfinning armis an apridare fär fixering av bräasleetavar (3. '3) 1 en bränslepatron (1, ti) fär on kärnreaktor. Srina Lapat rönen (1, 11) utgöree av en avlänj flerhärnis byisa i vilken biänaleatavarna (J, 13) riiara» nedoxst ett flertal länga bränalesuvana (3, 15) anordnada spridars. Ätainstona an av namda sprioare består av band (4. 14) spända Hallan en första fästpunkt pi en av hylsans sidoväggar (2, 12) och löpande över åtminatona en bränolsstav (3* 13) till en andra jästjunlrt p& en annan av hylsans udovtfggar (2, 12). Dess* fästpunkter uttlce, dl hylaftn utsättas för inre txyek, avlägsne tiff frén varandra varvid da sttllan fästpunkterna sträckta banden (4. 14) spännes ooh påverkar den eller de branslestavar (3. 13) banden löper over aed en Okande sidokraft. (56)Anförda publikationer: Siffrnrns innm narentes anoer internationell id«nhfiermoskod INID-kori Bakstav inom klämmer anner internationell HnknmpntknH
1 8101616 Föreliggande uppfinning avser en spridare för dels inbördes fixering av bränslestavarna i en bränslepatron, dels fasthållande av bränslestavknippet relativt bränslepatronen. Set finns ett mycket stort antal kända utföringsformer av spridare. Detta beror på att en spridare trots sin skenbart enkla utformning i många avseenden måste uppfylla mycket högt ställda krav. Så till exempel skall spridaren ha lågt strömningsmotstånd med avseende på det kylmedium som strömmar genom bränslepatronen längs bränslestavarna. Dessutom är naturligtvis f jädringsegenskaperna samt spridarens inverkan på neutronflödet i bränslepatronen av betydelse. Tyvärr är det svårt att finna ett material som samtidigt som det har goda fjädringsegenskaper också har liten inverkan på neutronflödet. Det förhåller sig nämligen så att nästan alla naterial som har liten inverkan på neutronflödet också har dåliga fjädringsegenskaper och därför inte är lämpliga att användas i en spridare. Föreliggande uppfinning löser emellertid detta problem genom att öka sträckningen i spridarbanden under drift. Därigenom kan ett material med dåliga fjädringsegenskaper men också med lågt absorptionstvärsnitt for neutroner, såsom t ex en zirkoniumbaserad legering, nyttjas.
2 Företrädesvis användes då en zirkonium-tenn-legering, t ex de under handelsnamnen Zirkalöy 2 eller Zirkaloy 4 kända legeringarna. Spridaren enligt uppfinningen är anordnad i en bränslepatron som utformats som en avlång flerhörnig hylsa i vilken bränslestavarna fixerats medelst ett flertal längs bränslestavarna anordnade spridare ooh kännetecknas därav, att åtminstone en av nämnda spridare består av band spända mellan en första fästpunkt på en av hylsans sidoväggar över åtminstone en bränslestav till en andra fästpunkt på en'annan av hylsans sidoväggar, vilka fästpunkter, då hylsan utsättas för inre övertryck, sträva att avlägsna sig från varandra varvid de mellan fästpunkterna sträckta banden spännes därmed påverkande den eller de bränslestavar banden löper över med en ökande sidokraft. Samtidigt måste man tillse att banden ej spännes så hårt att man når övre sträckgränsen och banden deformeras. De punkter på hylsans sidoväggar som rör sig mest utåt då hylsans väggar buktar sig för inre övertryck ligger på sidoväggarnas mittlinje och den effektivaste sträckningen av spridarens band erhålles därför om fästpunkterna för banden arrangeras längs dessalinjer. Enligt en lämplig utföringsform av uppfinningen utföres spridarna av band sammanfogade i rutnät. Varje spridarenhet innefattar därvid två ovanför varandra i bränslepatronen parallellt anordnade rutnät. Vardera rutnätet fixeras vid patronväggen på åtminstone två punkter. Fästpunkterna anordnas så att den från ena rutnätet till bränslestavarna överförda resulterande sidokraften är rakt motsatt den från det andra rutnätet. Få så sätt låses bränslestavarna fast i bränslepatronen. Bränslepatronen kan vara i huvudsak kvadratisk och i ett sådant fall fästes det ena rutnätet i en spridare vid mittpunkterna på två angränsande väggar i patronen och det andra rutnätet vid de motstående sidornas mittpunkter. Genom de motriktade krafter rutnäten utövar på bränslestavarna fixeras dessa väl i bränslepatronen. Det är som tidigare nämnts viktigt att draget i spridarbanden ej blir alltför högt. Detta kan ske genom att t ex boxväggamas styvhet anpassas till olika övertryck på olika nivåer genom präglingar med olika delning av boxväggarna. För att spridarbanden som ligger an med hela sin bredd mot bränslestavarna ej i för hög grad skall hindra kylvattnet att direkt svepa över bränsle-
3 8101616-4 stavarna kan banden på sina anliggningspunkter mot dessa stavar förses med vårtor vid bandens över- ooh underkant. Därigenom lyftes banden upp från stavarna och kylvatten kan passera mellan dessa och banden. Uppfinningen förstås bäst under hänvisning till bifogade figurer 1-6, san 5 schematiskt visar ett par utföringsformer av uppfinningen. Pig 1 visar ett tvärsnitt av en bränslepatron med spridare inritade endast i ena kvadranten. KLg 2 och 3 visar hur spridarbanden kan förses med vårtor. Pig 4 visar en annan utföringsform av uppfinningen och fig 5 och 6 är snitt A-A respektive B-B av fig 4. 10 I fig 1 betecknar 1 bränslepatronen och 2 dess vägg. Bränslepatronen 1 kan utföras som en månghörning eller oylinder, men ofta som i detta fall ar den kvadratisk. I patronen 1 har anordnats bränslestavar 3 och över dessa och mellan väggarnas 2 mittpunkter har band 4, som skall bilda spridaren, dragits. När väggarna 2 buktar utåt för inre övertryck i patronen 1 sträcks 15 banden 4 och stavarna fixeras ytterligare. Pig 2 och 3 visar hur man genom att t ex prägla in vårtor 5 i bandet kan åstadkomna mellanrum mellan bandet 4 och stavarna 3. Pig 4 visar ett snitt av en bränslepatron 11 sedd från sidan. Inuti patronen 11 är bränslestavar 13 anordnade. Dessa hållas på plats av spridare som 20 består av band 14. Banden 14 är anordnade så att de för varje spridare bildar två ovanför varandra anordnade rutnät 16 och 17. Det övre rutnätet 16 i fig 5 är i minst tvä punkter förbundet med angränsande väggar 12 i patronen 11. Förbindelsen består av en klämmer 18 som griper in i en ögla i rutnätet 1é. På motsatt sida är stöd 19 för samma rutnät fastsatta i väggen 12. 25 Det nedre rutnätet 17 i fig 6 är på samma sätt uppburet av klamrama 20 ooh stöden 21. När väggarna 12 vid inre övertryck i bränslepatronen 11 rör sig rakt utåt vid väggens mittpunkt och byglarna 18 därvid strävar att dra rutnätet 16 i samma riktning, kommer rutnätet 16 att förflytta sig längs resultanten till 30 dessa båda riktningar. Rutnätet 17 i fig 6 kommer av samma orsak att önska röra sig i exakt motsatt riktning och bränslestavarna 13 kommer därvid att låsas fast.
4 PATEHTKRAV t 1. Spridare för fixering av bränslestavar (3, 13) i en bränslepatron (1, 11) för en kärnreaktor, där bränslepatronen utgöres av en avlång flerhörnig hylsa i vilken bränslestavarna (3, 13) fixeras medelst ett flertal längs bränslestavarna (3, 13) anordnade spridare k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone en av nämnda spridare består av band (4, 14) spända mellan en första fästpunkt på en av hylsans sidoväggar (2, 12) och löpande över åtminstone en bränslestav (3,13) till en andra fästpunkt på en annan av hylsans sidoväggar (2, 12), vilka fästpunkter då hylsan utsattes för inre övertryck söka avlägsna sig från varandra varvid de mellan fästpunkterna sträckta banden spännes därmed påverkande den eller de bränslestavar (3, 13) banden löper över med en ökande sidokraft. 2. Spridare enligt paténtkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att fästpunkterna anordnas mitt emellan, bränslepatronens (1, 11) respektive hörn. 3. Spridare enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att spridarna utföres av band (14) sammanfogade i rutnät (16, 17), varvid varje spridarenhet innefattar två ovanför varandra parallellt anordnade rutnät (16, 17), vardera rutnätet fixerat vid patronväggen (12) på åtminstone två punkter, vilka anordnats så att den från ena rutnätet (16) till bränslestavarna (13) överförda resulterande sidokraften är rakt motsatt den från det andra rutnätet (17) överförda resulterande sidokraften. 4. Spridare enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att spridarbanden (4, 14), som anordnats med bredsidan mot bränslestavarna (3, 13) på anliggningspunkter mot dessa, vid bandens över- och nederkant försetts med vårtor (5). 5. Spridare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d därav, att spridarbanden (4, 14) utgöres av en zirkoniumbaserad legering.
FIG1 FIG A o o o o o o OQ, FIG 2 3 FIG. 5 19 p cy 0 0 0 1 0 a 0 0 0 0 20 V ) ^ ), V,) V )J) 11 17-12- A-A B-B
Sammanfattning: Föreliggande uppfinning avser en spridare för fixering av bränslestavar (3«13) i en bränslepatron (1, 11) för en kärnreaktor. Bränslepatronen (1, 11) utgöres av en avlång flerhörnig hylsa i vilken bränslestavarna (3» 13) fixeras medelst ett flertal längs bränslestavama (5, 13) anordnade spridare* Åtminstone en av nämnda spridare består av band (4» 14) spända mellan en första fästpunkt på en av hylsans sidoväggar (2, 12) och löpande över åtminstone, en bränslestav (3, 13) till en andra fästpunkt på en annan av hylsans sidoväggar (2, 12). Bessa fästpunkter söka, då hylsan utsattes för inre tryck, avlägsna sig från varandra varvid de mellan fästpunkterna sträckta banden (4, 14) spännes och påverkar den eller de bränslestavar (3, 13) handen löper över med en ökande sidokraft.