BOILING WATER REACTOR

Abstract: 1. Boiling water reactor comprising a fuel core (4) with a plurality of fuel rod assemblies (5) carried by a lower grid plate (6) provided with throttle openings (23, 24) to secure the desired distribution of the flow of cooling water among the fuel rod assemblies (5), the grid plate having receiving devices for connecting the bottom unit (14) of the fuel rod assembly (5) to the lower grid plate (6), said bottom unit (14) being provided with a diffusor (16) for reducing the throttling effect of the throttle opening (23, 24) in the lower grid plate (6) and thereby reducing the pressure drop over the throttle opening (23, 24) and the bottom unit (14), characterized in that the receiving device for the bottom unit (14) of a fuel rod assembly consists of a bore (17) in the lower grid plate (6), at the bottom of which the throttle opening (23, 24) is arranged, and that said bore (17) and said bottom unit (14) of the fuel rod assembly are shaped to form a circular chamber (26) communicating with the opening (27) in said bottom unit (14) through a space (28) between the bottom unit (14) and the bottom (31) of said bore (17) or between said bottom unit (14) and a throttling disc (22) in the lower part of said bore (17).

Description: Siedewasserreaktor Die Erfindung betrifft einen Siedewasserreaktor gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Durch die Drosselöffnungen wird der Kühlwasserfluss auf die einzelnen Brennelementenbündel so verteilt, dass die Kühlung und der Abtransport der entwickelten Wärme in den verschiedenen Teilen des Kernes ausreichend gross ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Siedewasserreaktor der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, dass der Kühlwasserfluss zu den einzelnen Brennelementenbündeln beeinflusst werden kann, ohne dass die Grösse der Drosselöffnungen in der unteren Gitterplatte zu diesem Zweck geändert werden muss. Zugleich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Druckabfall an den Drosselöffnungen zu verringern, so dass eine zweite Drosselung zur Sicherstellung einer gleichmässigen Kühlwasserverteilung auf parallele Brennelementenkästen in den Brennelementenbündeln verwendet werden kann, in denen die Brennelemente auf mehrere kleinere Brennelementenkästen verteilt sind Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Siedewasserreaktor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt. Gemäss der Erfindung ist das Bodenteil des Brennelementenbündels, das direkt über einer Drosselöffnung an die untere Gitterplatte angeschlossen wird, wie ein Diffusor ausgebildet, der den Drosseleffekt der Drosselöffnung und somit den Druckabfall über der Drosselöffnung und dem Bodenteil verringert. Dadurch nimmt der Kühlwasserfluss zu und kann in geeigneter Weise durch die Ausbildung des Diffusors beeinflusst werden. Durch die Wahl eines Brennelementenbündels, dessen Bodenteil mit einem Diffusor von geeigneter Art versehen ist, kann der Kühlwasserfluss im Brennelementenbündel eingestellt werden und braucht nicht, wie bisher, bei der Verteilung des Kühlwasserflusses auf die einzelnen Brennelementenbündel im Brennstoffkern mit Hilfe austauschbarer Steuervorrichtungen in der unteren Gitterplatte eingestellt zu werden. Hierdurch wird eine Änderung der Verteilung des Kühlwasserflusses auf den Kernquerschnitt erleichtert. Die untere Gitterplatte kann mit festen Drosselöffnungen versehen werden, was eine erhebliche Vereinfachung der Konstruktion darstellt. Das Bodenteil des Brennelementenbündels ragt auf bekannte Weise in eine Aufnahmevorrichtung hinein, bei der es sich normalerweise um eine Ausbohrung handelt, die koaxial zur Drosselöffnung liegt. Das Bodenteil des Brennelementenbündels ist zweckmässigerweise so ausgebildet, dass zwischen ihm und der Ausbohrung eine ringförmige Kammer gebildet wird und dass sich zwischen dem Bodenteil des Brennelementenbündels und dem Boden der Ausbohrung ein Spalt bildet. Über diesen Spalt steht die genannte ring förmige Kammer mit dem Strömungskanal durch die Gitterplatte und das Bodenteil in Verbindung. Hierdurch kommt eine Drucksenkung in der ringförmigen Kammer zustande, die eine nach unten gerichtete Kraft zur Folge hat, die bestrebt ist, das Brennelementenbündel nach unten zu ziehen. Diese Kraft wirkt der Auftriebskraft entgegen, die infolge des Strömungswiderstandes in den Brennelementenbündeln entsteht. Bei der Aufteilung der Brennstäbe eines Brennelementenbündels in mehrere Teilbündel, von denen jedes von einem Brennelementenkasten umgeben ist, ist es aufgrund der Erfindung möglich, einen Teil der Drosselung in die unmittelbare Nähe des Wassereinlaufes zu den individuellen, parallel zueinander angeordneten Brennelementenkästen in dem Brennelementenbündel zu verlegen. Es wird eine Drosselung ermöglicht, die eine zweckmässige, vorzugsweise gleichmässige Verteilung von Kühlwasser auf die Kästen sicherstellt. Diese Drosselung kann zweckmässigerweise in Form von Drosselöffnungen in den Grundplatten der Kästen vorgesehen werden, welche Grundplatten auch als untere Befestigung für die Brennstäbe dienen können. Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen Siede wasserreaktor, Fig. 2 einen Schnitt durch den unteren Teil eines Brennelementenbündels und eines Teils der Gitterplatte gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 die gleiche Schnittdarstellung wie in Fig. 2 für ein anderes Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung. In den Figuren bezeichnet 1 einen Reaktorbehälter. Dampf vom Reaktor wird über die Leitung 2 entnommen, und Speisewasser wird über die Leitung 3 zugeführt. Im Reaktorbehälter befindet sich ein Reaktorkern 4, der mehrere Brennelementenbündel 5 enthält, die von einer unteren Gitterplatte 6 getragen werden. Der untere Teil 7 des Reaktorbehälters 1 enthält Wasser und der obere Teil 8 desselben enthält Dampf. Der Reaktorkern 4 wird von einem ringförmigen Schirm 10 umgeben. Zirkulationspumpen 11 saugen Wasser durch den Spalt 12 zwischen Reaktorbehälter 1 und Schirm 10 nach unten und pressen Wasser durch die Brennelementenbündel 5 des Reaktorkerns 4 nach oben. Die Brennelementenbündel 5 enthalten je vier parallele Brennelementenkästen 13, die oben an ein gemeinsames zu sammenhaltzendes Oberteil und unten an ein Bodenteil 14 angeschlossen sind. Das Oberteil, die Brennelementenkästen 13 und das Bodenteil 14 werden durch eine Zugstange 15 zusammengehalten. Das Einströmteil des Bodenteils ist wie ein Venturidiffusor 16 ausgebildet; es kann jedoch auch als Stufendiffusor ausgebildet werden. Das untere Teil des Bodenteils ragt in eine Ausbohrung 17 hinein, die an ihrem oberen Rand eine konische Fläche 18 hat. Das untere Teil des Bodenteils 14 ist mit Führungen 19 versehen, die das Brennelementenbündel bei der Montage in die Ausbohrung 17 hineinführen. Das untere Teil des Bodenteils 14 ist ferner mit einem Tragring 20 versehen, der eine konische Fläche 21 hat, die der konischen Fläche 18 der Ausbohrung 17 angepasst ist. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist eine austauschbare Drosselscheibe 22 mit einer Drosselöffnung 23 in die Ausbohrung 17 eingesetzt. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist die untere Gitterplatte mit festen Drossel öffnungen 24 versehen. Das Bodenteil 14 ist hier mit einer austauschbaren Diffusoreinheit 14a versehen, die beispielsweise mit einem Sperrstift 25 am Bodenteil 14 fixiert ist. Der Drosseleffekt und damit der Wasserfluss durch ein Brennelementenbündel 5 kann durch Austausch der Diffusoreinheit 14a gegen eine Einheit anderer Ausführung und mit einem anderen Diffusoreffekt geändert werden. Zwischen der Ausbohrung 17 und dem in die Ausbohrung hineinragenden Teil des Bodenteils 14 bzw. der Diffusoreinheit 14a wird eine ringförmige Kammer 26 gebildet. Diese steht mit dem Strömungskanal 27 über den Spalt 28 zwischen der oberen Fläche 29 der Drosselscheibe 22 und der unteren Stirnfläche 30 des Bodenteils 14 bzw. zwischen der Bodenfläche 31 der Ausbohrung 17 und der unteren Stirnfläche 32 der Diffusoreinheit 14a in Verbindung. Aufgrund der Strömung entsteht in der Kammer 26 ein Unterdruck, wodurch auf das Bodenteil 14 eine nach unten gerichtete Kraft wirkt, die der nach oben gerichteten Kraft entgegenwirkt, welche infolge der Strömungswiderstände in den Brennelementenkästen 13 auftritt. In dem gezeigten Brennelementenbündel sind die Brennelementenkästen 13 mit Anschlussteilen 33 versehen, die in Öffnungen in dem Bodenteil 14 hineinragen. Zur gleichmässigen Verteilung des Kühlwasserflusses zwischen den vier Kästen 13 sind die Stützplatten 34 für die Brennstäbe 35 mit mehreren Öffnungen 36 versehen, die zusammen einen solchen Querschnitt haben, dass eine für die Verteilung des Kühlwasserflusses zweckmässige Drosselung erreicht wird Durch die Erfindung erhält man erheblich mehr Möglichkeiten zur Verteilung der Drosselung am Wassereinlass in der unteren Gitterplatte 6 und in den Stützplatten 34 in den Brennelementenkästen 13. Die Bemessung der Drosselung, d.h. des Kühlwasserflusses, kann dadurch geschehen 9 dass man Bodenteile 14 mit unterschiedlichem Diffusoreffekt verwendet. Eine Änderung des Kühlwasserflusses im Brennstoffkern kann in einer hinsichtlich der Handhabung einfacheren Weise durchgeführt werden, da ein Austausch von Drosselscheiben in der unteren Gitterplatte nicht erforderlich ist.

Claims: Patentansprüche: 1. Siedewasserreaktor, der einen Brennstoffkern (4) mit mehreren Brennelementenbündeln (5) enthält, die von einer unteren Gitterplatte (6) getragen werden, wel che mit Drosselöffnungen (23, 24) versehen ist, um die gewünschte Verteilung des Kühlwasserflusses auf die Brennelementenbündel (5) sicherzustellen, und welche Aufnahmevorrichtungen zum Anschluss des Boden teils (14) der Brennelementenbündel (5) an die untere Gitterplatte (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (14) der Brennelementenbündel (5) mit einem Diffusor (16) versehen ist, der den Drosseleffekt der Drosselöffnung (23, 24) in der unteren Gitterplatte (6) und damit den Druckabfall an der Drosselöffnung (23, 24) und dem Bodenteil (14) herabsetzt. 2. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung für das Boden teil (14) eines Brennelementenbündels von einer Aus bohrung (17) in der unteren Gitterplatte (6) gebildet wird, in deren Boden die Drosselöffnung (23, 24) an geordnet ist, und dass diese Ausbohrung (23, 24) und das Bodenteil (14) des Brennelementenbündels eine ringförmige Kammer (26) bilden, die mit der Öffnung (27) im Bodenteil (14) über einen Spalt (28) zwischen dem Bodenteil (14) und dem Boden (31) der Ausbohrung (17) oder zwischen dem Bodenteil (14) und einer Dros selscheibe (22) im unteren Teil der Ausbohrung (17) in Verbindung steht. 3. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (14) des Brennele mentenbündels (5) mit einer austauschbaren Diffu sionseinheit (14a) versehen ist. 4. Siedewasserreaktor nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstäbe (35) jedes Brennelementenbündels (5) in mehrere paral lele Bündel aufgeteilt sind, die jeweils von einem Brennelementenkasten (13) umgeben sind, und dass das Brennelementenbündel (5) Drosselungen (36) enthält, welche die gewünschte Verteilung des Kühlwasserflusses auf die parallelen Brennelementenkästen (13) sicher stellen. 5. Siedewasserreaktor nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Drosselungen (36) in den Brennele mentenbündeln (5) in Platten (34) im unteren Teil der Brennelementenkästen (13) angeordnet sind.

Inventors: BORRMANN, BO, NYLUND, OLOV, DIPL.-ING., SCHOLIN, BERTIL, Schölin, Bertil
Applicants: AB ASEA-ATOM
Application year: 1980
Main classification: G21C5
IPC codes: G21C15, G21C5, G21C3, G21C1