SE503597C2 - Bränsleaggregat för kärnreaktorer - Google Patents

Description

503 597 2 Tryckförlustkvoten för kylmedlet med avseende på reaktorhärdens enhetslängd, APT/AZ, ges av summan för de följande fyra faktorerna.

APT 1 -Xï- = -Kï- (APh + APa + APf + APL) i vilken APh: lägesförlust, APa: accelerationsförlust, APf: friktionsförlust, och APL: lokal förlust (på grund av t ex anord- ningen av spridare).

Den mest signifikanta av dessa fyra faktorer i ett läge som inte innefattar spridare är friktionsförlusten, som ges av följande samband: ^Pf f (M¿A)2 AZ ' 2pg i vilken M: moderatorns (vatten) massflödeshastighet, moderatorns flödespassagearea, A p: moderatorns densitet, g: gravitationskonstanten, f bränsleknippets friktionsförlustkoefficient, och APf: bränsleknippets friktionsförlust.

Kylmedlets flöde ástadkommes huvudsakligen av trycket vid utloppet hos en cirkulationspump, och följaktligen medför den stora tryckförlusten att pumpen måste tillföras en stor kraft, vilket innebär användning av en större maskin eller ett större system och följakt- ligen en lägre verkningsgrad. Minskningen av tryckför- lusten medför således minskning av den kraft eller effekt som skall tillföras pumpen.

Pá senare tid har olika studier eller försök gjorts avseende förbättring av ekonomin hos kärnkraftsanlägg- ningar. Man har vid dessa studier t ex funnit att neutronmultiplikationskonstanten under reaktordrift- perioden förbättras genom förändring av spalterna mellan bränslestavarna i bränsleknippet, varigenom reaktorns driftcykel kan förlängas och således förbrän- 3 sus 597 ningsverkningsgraden ökas. Förbättringen (ökningen) av neutronmultiplikationskonstanten under reaktordriftcykeln beror på förbättringen (ökningen) av resonanspassagefak- torn tack vara bränslestavarnas inbördes avskärmnings- effekt, och på det faktum att nackdelar, som kan uppstå vid användning av termiska neutroner, kan minskas under reaktorns högtemperaturdriftperiod. I den publicerade, japanska patentansökan nr 75378/1987 beskrivs till en del ovannämnda teknik.

Det faktum att spalterna mellan bränslestavarna änd- ras i bränsleknippet medför emellertid problem med av- seende på utformningen, eftersom det finns partier genom vilka kylmedlet passerar lätt och sådana i vilket så inte är fallet. Det krävs således nya åtgärder med avseende på detta. Moderatorns jämna flöde gör det svårt att säker- ställa en tillräcklig termisk marginal för reaktorn lik- som säkra betingelser för bränslet.

Ett ändamål med uppfinningen är att väsentligen undanröja nackdelarna med ovannämnda konventionella tek- nik och att åstadkomma en förbättrad bränslepatron, som är avsedd speciellt för reaktorhärden av kokvattenreakto- rer och förmår att förbättra reaktorhärdens termiska mar- ginal, reaktorns egenskaper och bränsleekonomin.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en bränslepatron, som innefattar en kanalbox, vilken är avsedd att förbättra kylmedelsflödet i syfte att upprätt- hålla den termiska marginalen och att åstadkomma säkra betingelser för bränslet.

Dessa och andra ändamål kan enligt uppfinningen upp- nås med hjälp av en bränslepatron av inledningsvis nämnd typ, vilken bränslepatron kännetecknas av att kanalboxens väggtjocklek stegvis avtar i kylmedelflödets strömnings- riktning så att kanalboxens inre tvärsektionsarea stegvis ökar i strömningsriktningen, och av att stödorgan är an- ordnade mellan spridarorganen och kanalboxen. 503 597 4 Uppfinningens grundprincip beskrivs i det följande.

Tryckförlusten hos kylmedlet i bränslepatronens axiella riktning orsakas huvudsakligen i nedströmsom- rådet, i vilket kylmedlet strömmar i ett tvåfasflöde.

Följaktligen minskar tvåfasflödets hastighet genom ök- ning av kylmedlets flödespassage i det axiellt sett nedströms belägna området, och således kan ökningen av tryckförlusten dämpas.

Det har med avseende på ovannämnda fakta visat sig att ett omrâde av bränslepatronens kanalbox som har en överdriven tjocklek motsvarar ett område i vilket ökning av flödespassagen erfordras med tanke pá problem med pàkänningar och krypning.

Dessutom kan med tanke på den axiella fördelning- en av krypningen på grund av påkänningens axiella för- delning i kanalboxen, neutronbestrâlningen och det in- re trycket i kanalboxen, olika funktioner och effekter i reaktorhärden enkelt uppnås genom lämpligt val eller lämplig utformning av kanalboxens väggkonstruktion. Det är närmare bestämt nödvändigt att göra kanalboxen tjock i dess undre parti, dvs pá kylmedelsflödets uppströms- sida, där det inre trycket pá grund av kylmedelsflödet är relativt högt. I synnerhet ett parti av kanalboxen, som är beläget nära dess uppströmsände och som utsätts för hög neutronbestrálning, kan inte göras tunt på grund av problem med krypning hos kanalen i detta parti, varvid kanalboxens väggkonstruktion buktar utåt på grund av permanent förekomst av ett inre tryck.

Tjockleken pà kanalboxens väggkonstruktion vid eller nära det axiellt centrala partiet kan vara liten jämfört med kanalboxens undre parti, som beskrevs ovan, med hänsyn till det lägre inre trycket och exempelvis till pàkänningar som uppstår vid jordbävning, men lämpligen undviks alltför stor reducering av kanal- boxens tjocklek. Spänningsfördelningen vid en jordbäv- ning är som störst i kanalboxens axiellt centrala parti, men pàkänningen är vanligtvis lägre än det inre trycket 503 597 i kanalboxen. Väggens stegformiga parti bör inte place- ras i kanalboxens centrala parti på grund av påkännings- koncentrationen i detta stegformiga parti under exempel- vis jordbävningar.

I kanalboxens övre parti är påkänningarna till följd av inre tryck och jordbävningar liksom själva det inre trycket små, varför kanalkrypningsfenomenet knappast uppstår i kanalboxens övre parti, och följakt- ligen är det möjligt att göra kanalboxens väggkonstruk- tion tunn i detta övre parti. Det kan emellertid vara bättre att göra kanalboxen något större i ett övre par- ti, som anligger mot ett övre gitter eller en topp- platta, med tanke på de pákänningar som kan uppstå vid kraftiga jordbävningar.

Föreliggande uppfinning grundar sig på ovan nämnda undersökningar och principer, och de nämnda ändamálen kan uppnås med hjälp av bränslepatronen enligt uppfin- ningen.

Nedan anförs egenskaper och fördelar med uppfin- ningen. (1) Tryckförlusten kan i hög grad reduceras, så att även drivkraften för en pump kan minskas och säle- des kraftstationens driftekonomi förbättras. Dessutom är det möjligt att öka kylmedlets flödeshastighet över hastigheten under den vanliga driftperioden i driftcy- kelns slutskede, och härdreaktiviteten kan ökas genom sänkning av voidhalten, vilket också bidrar till för- bättring av kraftstationens driftekonomi. (2) Minskningen av tjockleken av kanalboxens vägg- konstruktion medför ökning av kylmedelsvolymen, dvs moderatorn, så att neutronmodereringseffekten förbätt- ras och således neutronmultiplikationskonstanten ökar under högeffektdriftperioden, medan konstanten minskar under reaktoravställningsperioden tack vare minskning av den termiska utnyttjningsfaktorn. (3) Eftersom kanalboxens inneryta har utsatts för materialborttagande maskinbearbetning, kan kylmedels- 503 597 6 flödet utmed innerytan förbättras, så att kylmedelskon- centrationen i bränsleknippets breda flödespassage kan minskas och således hela bränslepatronens termiska marginal ökas i hög grad, varigenom säkra betingelser för bränslet säkerställs. (4) Eftersom kylmedlets flödeshastighet kan reduce- ras vid dess nedströmssida, ökas skillnaden i rörelse- hastighet mellan kylmedlet och ångblåsorna, dvs efter- släpningen, och voidhalten sänks. (5) Följaktligen ökas uteffekten vid reaktorhär- dens nedströmssida framför allt hos kokvattenreaktorer, i vilka uteffekten vid härdens nedströmssida tenderar att sjunka, och följaktligen kan den axiella effektför- delningen i härden göras jämnare. Således kan säkra betingelser åstadkommas för bränslet. (6) Såsom framgår av ovanstående medför sänkning av voidhalten i reaktorhärdens övre parti dämpning av härdens reaktivitetsförlust på grund av ångbildning i kylmedlet. Således kan reaktorns driftcykel förlängas, emellertid endast i liten grad. Dessutom kan dämpningen av härdens reaktivitetsförlust till en del bidra till dämpning av onormal ökning av härdens reaktivitet vid tillfällig minskning av voidhalten.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig l visar en kanalbox för en bränslepatron enligt uppfinningen, varvid fig lA är en längdsektion därav, fig lB-lD är tvärsektionsvyer längs linjerna B-B till D-D i fig 1A, och fig lE är en vy framifrån av ett spridarstöd sett från linjen E-E i fig 1A.

Fig 2 är en tvärsektionsvy av bränslepatronen enligt första utföringsformen av uppfinningen.

Fig 3A-3D är vyer som illustrerar funktionen av bränslepatronen enligt den första utföringsformen i fig 2.

Fig 4 innefattar fig 4A-4C, vilka beskriver den sammanlagda påkänning kanalboxen enligt uppfinningen 503 597 7 utsätts för, varvid fig 4A är en längdsektion genom bränslepatronen, fig 4B visar ett diagram för den sammanlagda påkänningen kanalboxen utsätts för och fig 4C är en längdsektion genom kanalboxen.

Fig 5A-SE är vyer som beskriver kanalboxen enligt första utföringsformen av uppfinningen i termohydrau- liska termer.

Fig 6 beskriver funktionen av bränslepatronen i fig 2, varvid fig 6A är en partiell tvärsektionsvy av ett hörnparti på bränslepatronen och fig 6B är ett diagram som visar den termiska kritiska effekten i förhållande till kylmedlets massflödeshastighet.

Fig 7 är en graf som visar förhållandet mellan den oändliga multiplikationskonstanten och kanalboxens tjocklek under reaktorns högtemperaturdriftperiod.

Fig 8 är en graf som visar den relativa effektför- delningen i härdens axiella riktning.

Fig 9 är en tvärsektionsvy av den andra utförings- formen av bränslepatronen enligt uppfinningen.

Fig 10 är en längdsektion genom kanalboxen med den i fig 9 visade kvadratiska vattenstaven.

Fig ll innefattar vyer som illustrerar funktionen av bränslepatronen enligt den andra utföringsformen, varvid fig 11A visar en partiell tvärsektion genom ett hörnparti av bränslepatronen och fig llB är ett diagram som visar förhållandet mellan den termiska kritiska effekten och kylmedlets massflödeshastighet.

Fig 12 är ett diagram som visar förhållandet mel- lan den oändliga multiplikationskonstanten och det förstorade området av flödespassagen för kokande kyl- medel under högtemperaturdriftperioden.

Fig 13 är en längdsektion genom en bränslepatron enligt den tredje utföringsformen av uppfinningen.

Fig 14A är en partiell planvy av en spridare för användning i bränslepatronen i fig 13.

Fig l4B är en vy framifrån sett från linjen B-B 1 fig 14A. 503 597 8 Fig 15 visar den fjärde utföringsformen enligt upp- finningen, varvid fig 15A är en längdsektion genom kanalboxen, fig l5B-15D är tvärsektioner längs linjerna B-B till D-D i fig 15A, och fig l5E är en uppförstorad vy av det inringade partiet i fig l5B.

Fig 16 är en längdsektion genom kanalboxen enligt den femte utföringsformen av uppfinningen.

Fig 17 visar kanalboxen enligt den sjätte utfö- ringsformen av uppfinningen, varvid fig 17A och l7B är längdsektioner genom kanalboxar, och fig l7C-l7E är tvärsektionsvyer längs linjerna C-C till E-E i fig l7A och l7B.

Fig 18 är en längdsektion genom en bränslepatron, i vilken kanalboxen i fig 17 ingår.

Fig 19 är en vy som illustrerar spänningsfördel- ningen beroende på kylmedlets hydraultryck i kanalboxen.

Fig 20-28 är tvärsektionsvyer eller planvyer som visar den sjunde till den femtonde utföringsformen en- ligt uppfinningen.

Fig 29A är en partiell planvy som visar ett hörn- parti av en konventionell kanalbox.

Fig 29B och 29C är partiella planvyer motsvarande den i fig 29A men enligt uppfinningen.

Fig 30-35 är tvärsektionsvyer eller planvyer av den sextonde till den tjugoförsta utföringsformen enligt uppfinningen.

En bränslepatron enligt den första utföringsformen av uppfinningen innefattar ett bränsleknippe i ett grovt och fint arrangemang av bränslestavar, som förts in i en kanalbox 1 med jämn utsida, varvid bränsleknip- pet innefattar nio delkanaler, som vardera innefattar nio bränslestavar 4 i ett arrangemang av tre rader och tre kolumner och àtskiljs av spalter g. En rund vattenstav 3, som har relativt stor diameter, är an- ordnad väsentligen i det centrala partiet av dessa delkanaler.

Kanalboxens inneryta har, såsom framgår av fig lA-lD, soz 597* 9 maskinbearbetats, varför väggen i riktning mot reak- torhärdens nedströmssida blir tunnare, såsom framgår av hänvisningssiffrorna la, lb och lc. Om man gör kanalbox- ens l vägg tunn på det visade, stegformiga sättet, blir anordningen av bränsleknippet instabil med undantag av dess undre parti, och i syfte att undanröja denna nackdel är spridarstöd 2 fästa vid kanalboxens l inner- yta för att säkerställa den horisontella stabiliteten av bränsleknippet, som anligger mot spridare 5 (fig 4) och spridarstöd 2.

Hos bränslepatronen enligt denna utföringsform är det, såsom framgår av fig 2, sannolikt att kylmed- let samlas i en spalt gl liksom i en spalt g mellan delkanalerna eller mellan spalten g och vattenstaven 3, varför kanalboxens 1 inneryta har maskinbearbetats på ett stegformigt sätt, såsom framgår av fig lA, i rikt- ning mot kanalboxens nedströmssida i syfte att säker- ställa lätt kylmedelsflöde. Eftersom spalterna g2 mellan kanalboxens 1 hörnpartier och de intilliggande bränslestavarna 4 är trånga, är det dessutom sannolikt att flödet av kylmedel, som passerar därigenom, bromsas och att kylförmågan blir nedsatt. Tekniken att maskin- bearbeta kanalboxens l inneryta så att väggen blir tunnare bidrar således till att öka kylmedlets jämna flöde genom spalterna g2.

Den första utföringsformens funktion beskrivs närmare i det följande med avseende på den påkänning kanalboxen l utsätts för.

Kylmedlet strömmar längs kanalboxens inner- och ytterytor i form av inre och yttre kanalflöden, såsom framgår av fig 3A, och påkänningen AP, som uppstår på grund av en hydraulisk tryckskillnad mellan kanalboxens insida och utsida, blir stor på uppströmssidan därav, såsom framgår av fig 3B. Påkänningen 0 som uppstår vid jordbävningar, kan betraktas som en horisontell vibration, men den maximala påkänningen 0 påförs kanal- boxen i ett parti, som är beläget något ovanför dess 503 597 centrala parti, eftersom kanalboxens undre ände är vä- sentligen stadigt fäst medan dess övre ände är något instabilt fäst. Den sammanlagda pâkänningen AP+o, som kanalboxen utsätts för, representeras av de i fig 3D visade kurvorna. Vid en analys av den sammanlagda pâkänningen framgår det att det saknar betydelse om man skär i kanalboxens inner- eller ytteryta i syfte att åstadkomma ringa väggtjocklek, och med avseende på denna påkänning kan antingen inner- eller ytterytan skäras.

Fig 4 avser att beskriva pâkänningen som kanal- boxen utsätts för av kanalkrypningsfenomenet jämte en analys av den i fig 3 beskrivna sammanlagda pâkän- ningen.

I fig 4A visas konstruktionen av en vanlig bränsle- patron, i vilken bränsleknippet, som innefattar bränsle- regelbundet uppbärs och arrangeras av stavar 4, vilka spridare 5, och är beläget i kanalboxen 1, har en övre ände, som stöds av en topplatta 7, och en undre ände, bottenplatta 6.

Kanalkrypningsfenomenet orsakas av tryckskillnaden som stöds av en mellan kanalboxens insida och utsida och av neutronbe- strålning, varvid detta fenomen sannolikt uppstàr i ett område w (fig 4B) i ett parti av kanalboxens upp- strömssida, varför kanalboxens vägg görs tjock pà uppströmssidan av detta parti. Den sammanlagda pâkän- ningen som ett parti på nedströmssidan av detta parti utsätts för förändras väsentligen inte. Den sammanlagda pâkänningen är ännu mindre i ett parti uppströms ett parti, som är beläget pà ett avstånd från kanalboxens övre ände av ca 1/3 av hela dess längd, varför kanalbox- ens l väggtjocklek görs liten på ett stegformigt sätt i enlighet med den lägre sammanlagda pâkänningen.

Fig 5A-5E är vyer för förklaring av kanalboxen enligt uppfinningen med avseende på termohydrauliken.

Fig 5A visar ett arrangemang av bränslepatronen och i synnerhet spridarna. Fig 5B är en sektionsvy av väggkon- isos 591 ll struktionen av en konventionell kanalbox, och fig SC är också en sektionsvy av en väggkonstruktion av en kanalbox enligt uppfinningen. Fig 5D är ett diagram, i vilket fördelningskurvan (streckad linje) av voidhal- ten vid användning av kanalboxen (fig 5C) enligt upp- finningen jämförs med fördelningskurvan (heldragen linje) av voidhalten vid användning av den konventio- nella kanalboxen (fig 5B), och såsom framgår av fig 5D är den voidhalt som representeras av den streckade linjen och således uppfinningen något lägre än den heldragna linje som står för den konventionella tek- niken pá grund av övergången från vattenfasen. I fig SE visas kurvor som representerar kylmedlets tryckförlust i kanalen för båda typer av kanalboxar, och såsom fram- går av fig SE är tryckförlusten hos uppfinningen (stee- kad kurva) mindre än hos den konventionella kanalboxen (heldragen kurva).

Fig 6 beskriver funktionen eller verkan av kylmed- let i bränslepatronen vid användning av kanalboxen en- ligt uppfinningen. Såsom framgår av fig 6A strömmar enligt uppfinningen kylmedlet, vilket rimligen koncen- treras i ytteromkretsen av vattenstaven 3, som är cen- tralt anordnad med avseende på bränsleknippet och de breda spalterna, i den med hjälp av pilar angivna rikt- ningen X, så att kylmedelskoncentrationen i de ovan nämnda partierna minskas. Kylmedlet strömmar från en hjälppassage i ett smalt parti i riktning mot det yt- tersta omkretspartiet, dvs ett parti nära kanalboxens inneryta som utpekas av pilarna Y, och följaktligen minskar flödeshastigheten i det smala partiet. Detta medför att släppningen av vätskefilmen från bränslesta- vens 4 yta kan minskas. Reaktorns termiska kritiska ef- fekt vid användning av kanalboxen enligt uppfinningen kan ökas jämfört med användning av den konventionella kanalboxen, vilket också framgår av fig 6B, där den strec- kade linjen representerar uppfinningen och den heldragna linjen representerar den konventionella tekniken. 503 597 12 Eftersom enligt uppfinningen kanalboxens väggkon- struktion görs tunn, ökar dessutom den oändliga multi- plikationskonstanten Km ytterligare utöver dess ökning till följd av det grov- och finmaskiga arrangemanget av bränslestavarna i bränslepatronen enligt uppfinningen.

Såsom framgår av fig 7 ökar den oändliga multiplikations- konstanten Kæ under reaktorns högtemperaturdriftperiod.

Förlängning av driftcykeln kan således uppnås och reak- torns driftekonomi förbättras. Dessutom ökar mängden kylmedel (moderator) i reaktorhärdens övre halva, var- för uteffekten i reaktorhärdens övre halva kan ökas och den axiella effektfördelningen under reaktorns drift- cykel göras jämn (streckad linje), såsom framgår av fig 8, varigenom bränslets betingelser förbättras jämfört med den konventionella tekniken (heldragen linje). Ökningen av kylmedelsflödet på dess nedströms- sida i kanalboxen kan fördelas för att minska bristen på kylmedel under reaktordriftperioden, men under driftstopperioden (avställning) finns moderator i överflöd och neutronabsorptionskvoten för moderatorn ökas, dvs den termiska neutronutnyttjningsfaktorn minskar och ökar reaktorns underkriticitet, och såle- des kan reaktorns avställningsmarginal upprätthàllas pà tillfredsställande sätt.

Ovannämnda fördelar och den förbättrade funktio- nen hos den första utföringsformen enligt uppfinning- en kan också uppnås vid regelbundet arrangemang av bränslestavarna 4 i kanalboxen 1 i nio rader och nio kolumner.

I fig 9 visas en bränslepatron enligt den andra utföringsformen av uppfinningen med en konstruktion där en stor kvadratisk vattenstav 30, som sett i tvär- sektion har en storlek motsvarande nio bränslestavar, är anordnad väsentligen i det centrala partiet av ka- nalboxen, och bränslestavarna 4 är regelbundet anordnade i kanalboxens övriga utrymme i nio rader och nio kolum- Der . so: 597 13 Vattenstaven 30 har ett tunnare väggparti 30b, så- som framgår av fig 10, varvid dess tjocklek har minskats genom maskinbearbetning av dess ytteryta för att öka flödet av kylmedel nära detta parti, och tjockleken på kanalboxens l vägg har minskats genom maskinbear- betning av dess inneryta på ett stegformigt sätt, såsom beskrevs i det föregående med avseende på den första utföringsformen enligt uppfinningen, för att öka flödesarean inuti kanalboxen 1. Stegen betecknas med hänvisningssiffrorna la, lb och lc.

Enligt denna andra utföringsform har, såsom fram- går av fig llA, kanalboxens 1 inneryta och vattensta- vens 30 ytteryta maskinbearbetats för att göra dessa partier tunna, varigenom kylmedlets lokala flöden kommer att vara riktade i de av pilarna angivna riktning- arna. Kylmedlets axiella flödeshastighet i bränsle- knippet minskar till följd av dessa lokala flöden, och följaktligen kan vätskefilmens fenomen med släppning från bränslestavarnas 4 yta minskas avsevärt. Således kan, såsom framgår av fig llB, den termiska kritiska effekten för reaktorn enligt den andra utföringsformen (heldragen linje), ökas jämfört med den konventionella tekniken (streckad linje).

Kanalboxen enligt den andra utföringsformen har en väggkonstruktion med en tjocklek i den axiella rikt- ningen på 2,0-3,0 mm och delvis ca 1 mm, och vatten- staven har en väggkonstruktion som vanligtvis har en tjocklek på 1,0-1,5 mm. Att utforma vattenstavens vägg- konstruktion så att den har ett parti med en tjocklek på mindre än 0,5 mm medför problem med vattenstavens mekaniska styrka. Följaktligen är det uteslutet att reducera tjockleken av väggkonstruktionen hos vatten- staven till höger om punkten Al (fig 12) i syfte att uppnå en större genomströmningsarea för kylmedlet.

Tjockleken på kanalboxens väggkonstruktion kan däremot minskas ytterligare i området till höger om punkten A2 i fig 12. Såsom beskrevs i det föregående, är kurvan, 503 597 14 som visar den sammanlagda effekten, krökt vid punkten A3, vilket framgår av skillnaden mellan linjerna c och d, varvid linjen c lutar uppåt åt höger och är parallell med linjen b. Linjen c i fig 12 utgör närmare bestämt en kombination av linjen b, som representerar verkan till följd av maskinbearbetningen av kanalboxens inner- yta, och av linjen a, som representerar verkan till följd av maskinbearbetningen av vattenstavens ytteryta.

Den oändliga multiplikationskonstanten Km ökar väsentligen linjärt i enlighet med den ökade flödes- arean (sammanlagd area), varför driftcykeln av bränsle- patronen enligt uppfinningen kan förlängas avsevärt, och även bränsleekonomin kan förbättras. Eftersom dessutom mängden kylmedel (moderator) ökar i reaktor- härdens övre halva, ökar uteffekten i detta parti och blir den axiella effektfördelningen jämn, såsom visas av den streckade linjen i fig 8 avseende den ovannämn- da första utföringsformen. Bränslets betingelser kan också förbättras jämfört med den konventionella bränsle- patronen.

Fig 13 är en sektionsvy av en bränslepatron enligt den tredje utföringsformen av uppfinningen, varvid ett undre munstyckeselement 10 är integrerat i kanal- boxen l, och det undre munstyckeselementet 10 har en sådan konstruktion att det är separerbart från botten- plattan 6. Följaktligen kan hos bränslepatronen med detta särdrag bränsleknippet, som måste vara fäst vid topplattan 7, föras in i eller dras ut ur kanal- boxens l inre. I detta syfte är stödelement 9 fästa vid de yttre omkretsytorna av respektive spridare 8 för anliggning mot den maskinbearbetade innerytan på kanalboxen 1 (fig 14), och eftersom innerytan har maskinbearbetats på ett stegformigt sätt, har de övre stödelementen 9 större horisontell utsträckning än de undre stödelementen.

I fig 15 visas den fjärde utföringsformen enligt uppfinningen, varvid, såsom framgår vid lla, llb och 503 597 llc i fig 15A-l5C, kanalboxens ll väggkonstruktion gjorts tunn genom att innerytan har maskinbearbetats stegformigt och speciellt, såsom framgår av fig l5E, kanalboxens ll inneryta har försetts med inskurna spår 12, vilka har sådan storlek att stödelementen 9 på spridarna 8 kan föras in däri. Tack vare detta ingrepp kan kanalboxen ll monteras stadigt, och dessutom kan i den horisontella riktningen vibration av bränsle- knippet i kanalboxen ll också förhindras effektivt.

Företrädesvis sträcker sig varje spår 12 nedåt till ett parti något under läget för den understa spridaren (SPI i fig 5A). Anledningen till att spåren 12 inte sträcker sig ända fram till kanalboxens ll undre änd- parti är en motåtgärd mot kylmedelsläckage från kanal- boxen och mot höga inre tryck i kanalboxen. En utåt- riktad stor påkänning uppstår i vart och ett av kanal- boxens inre hörnpartier på grund av kylmedlets inre tryck, varför tjockleken lla i hörnpartierna är stor.

Eftersom den utåtriktade påkänningen i hörnpartierna och den inàtriktade påkänningen vid sidoytorna, förutom i hörnpartiernas närhet, är i balans i ett parti vari spåret 12 är anordnat och påkänningen är liten, förmår detta parti att motstå pákänningar även om det har ringa tjocklek till följd av spåren 12, i vilka spri- darens stödelement är införda. Den inàtriktade på- känningen i förhållande till det inre trycket belastar ett parti i anslutning till detta parti av kanalväggen, varför det inte är möjligt att utforma detta anslutande parti tunt, medan det är möjligt att utforma partiet nära hörnpartiet förhållandevis tunt.

Fig 16 är en vy av en längdsektion genom den femte utföringsformen enligt uppfinningen, varvid kanalboxens 14 väggkonstruktion uppvisar tvâ stegfor- miga partier l4a och l4b, vilka har olika tjocklek sett i kanalboxens 14 axiella riktning. Kanalboxens 14 konstruktion är framför allt lämplig för reaktor- anläggningar hos vilka åtgärder mot jordbävningar er- 503 597 16 fordras. Visserligen kan den effektiva minskningen av tryckförlusten vara något lägre, men konstruktionen är relativt stark med avseende på horisontella påkänningar, eftersom väggkonstruktionens tjocklek är relativt stor i kanalboxens 14 övre parti. Det tjockare partiet 14a har spår 15, genom vilka spridarnas stödelement förs in, och spårens djup motsvarar tjockleken av det övre partiet l4b av kanalboxens väggkonstruktion.

I fig 17 visas den sjätte utföringsformen enligt uppfinningen som är avsedd att ta hänsyn till det fak- tum att värdet för den maximala påkänningen minskas genom avfasning av kanalboxens stegformiga partier i syfte att ytterligare minska väggtjockleken av kanal- boxen 16. Med denna utformning av kanalboxen 16 är man tvungen att avlägsna de bränslestavar som är avsedda för placering i bränsleknippets hörnpartier. Hörnpar- tierna i kanalboxens 16 övre partier i reaktorhärdom- rådet är emellertid inte avfasade, såsom framgår av fig 17E, på grund av den ringa påkänningen i detta par- ti. Fig 18 är en sidovy av en längdsektion genom en bränslepatron, i vilken kanalboxen enligt fig 17 an- vänds, och kanalboxens 16 tjocklek avtar stegvis, såsom framgår av fig 17A och l7B, i partierna l6a, l6b och 16c från kylmedlets uppströmssida i riktning mot dess nedströmssida. Hos denna konstruktion kan kylmedlets genomströmningsarea vidgas i hörnpartierna, vilket med- för minskning av tryckförlusten hos kylmedlet. I fig 18 avser hänvisningssiffrorna 17, 18 och 19 bränsleknippet, spridarna respektive stödelementen.

Fig 19 är en sammansatt vy, som beskriver påkän- ningsfördelningen med avseende på det inre trycket av kylmedlet i kanalboxen. I diagrammet i fig 19 visas påkänningsfördelningen i förhållande till det inre trycket av den heldragna kurvan a vid användning av den konventionella kanalboxen, av den streckade kurvan b vid användning av kanalboxen enligt uppfinningen med stor radie R hos hörnpartiet, och av den punktstreckade sus 597 17 kurvan c vid användning av kanalboxen enligt uppfin- ningen med avfasade hörnpartier. Såsom framgår av diagrammet är de vertikala spåren, genom vilka spri- darnas kanalstödelement förs in, anordnade i väggpar- tier av kanalboxen i vilka pàkänningarna är ringa, och således utgör placeringen av spåren inget väsent- ligt problem för kanalboxens konstruktion.

Fig 20 är en planvy av en bränslepatron enligt den sjunde utföringsformen av uppfinningen, varvid bränslestavarna 22, som endast har ringa axiell längd och i det följande kallas korta bränslestavar och betecknas med bokstaven P, är anordnade i partier (2,2) där andra raden och andra kolumnen av bränsle- stavsarrangemanget korsar varandra i kanalboxen, var- igenom tryckförlusten minskas, och de korta bränsle- stavarna 22 har inriktade undre ändar. I syfte att för- stärka denna egenskap kan den kvadratiska vattenstavens ytteryta ha maskinbearbetats, såsom visas i fig 10, för att utvidga kylmedlets flödespassage. Med arrange- manget hos denna bränslepatron tenderar kylmedlet att koncentreras i de breda spaltpartierna g mellan delkana- lerna, varför kanalboxens 20 inneryta enligt uppfinning- en har maskinbearbetats för att effektivt leda kyl- medlet, varigenom den termiska marginalen förbättras i bränslepatronens hörnpartier. Den termiska marginalen kan förbättras ytterligare genom utvidgning av kanalbox- ens innerutrymme. Hos kanalboxen enligt denna utförings- form avtar tjockleken av kanalboxens 20 väggkonstruktion stegvis från dess uppströmssida i riktning mot dess ned- strömssida, även om detta inte visas i fig 20, varvid en stor vattenstav 23 med kvadratisk tvärsektion är pla- cerad väsentligen i kanalboxens 20 centrala parti, och de vanliga bränslestavarna, som skiljer sig från de korta bränslestavarna 22, betecknas med hänvisnings- siffran 21. I de följande utföringsformerna, som visas i fig 21-28, avtar väggkonstruktionens tjocklek lika- ledes stegvis från uppströmssidan, dvs det undre partiet, 503 . 20 597 18 i riktning mot nedströmssidan, dvs det övre partiet, av kanalboxen, även om detta inte beskrivs speciellt i det följande.

Fig 21 är en planvy av den åttonde utföringsformen enligt uppfinningen, varvid bränslestavar 21 i kanalbox- ens hörnpartier har flyttats till partier mittemot sido- ytorna av den kvadratiska vattenstaven 25, som är cen- tralt belägen i kanalboxen 24, i syfte att undvika kon- centrering av kylmedel nära vattenstaven 25. Även med ett sådant arrangemang av bränslepatronen tenderar kyl- medlet att koncentreras i spalterna g mellan respektive intill varandra liggande delknippen, vilket kan hindra jämnt flöde av kylmedlet längs kanalboxens 24 inneryta.

I syfte att undanröja denna nackdel och att ytterligare minska tjockleken i kanalboxens axiella riktning, är enligt uppfinningen kanalboxens 24 hörnpartier avfasade för att minska påkänningarna till följd av det inre tryc- ket, så att kanalboxens väggtjocklek kan minskas pà in- sidan.

Fig 22 är en planvy av den nionde utföringsformen enligt uppfinningen, varvid en stor vattenstav 26, som har korsformig tvärsektion, är centralt anordnad i bränslepatronen och varvid tvâ korta bränslestavar 22, som betecknas med bokstaven P, är belägna på en linje som sträcker sig ut från varje främre ände på den korsformiga vattenstaven 26. Den övre änden på varje kort bränslestav 22 är anordnad längre ned än den på de vanliga bränslestavarna 21, så att ett stort omrâde med kylmedel, dvs vatten, är bildat ovanför de övre ändarna på de korta bränslestavarna 22 och vatten- stavarna 26. Med hjälp av denna utföringsform kan såle- des reaktorns avställningsmarginal förbättras och den kylmedelsberoende tryckförlusten reduceras. En gynnsam- mare voidhalt kan uppnås och uteffektfördelningen kan också förbättras. Emellertid tenderar kylmedelsflödet att koncentreras vid de korta bränslestavarnas 22 övre partier eller i spalten g3 kring de korta bränslesta- 503 597 19 varna, vilket kan medföra försämring av kylningsförmågan i partier nära kanalens inneryta, och närmare bestämt i ett övre parti av härden (från den övre änden till ett parti som är beläget på ett avstånd därifrån av l/4 på längden av härdens hela längd) vid läget för spalten gz.

Denna brist kan undanröjas genom att kanalboxens inner- yta maskinbearbetats i syfte att tillåta en stor mängd kylmedel att strömma i härdens övre parti och att förbättra kylningsegenskaperna i detta parti av kanal- boxen.

Fig 23 är en planvy av en bränslepatron enligt den tionden utföringsformen av uppfinningen. Hos utförings- formen i fig 23 tenderar kylmedlet att koncentreras i spalter g, vilka är belägna mellan respektive delknippen, och spalter gl, vilka är belägna mellan de inre hörnpar- tierna av delknippena och ytteromkretsen av en rund vat- tenstav 27, som är anordnad centralt i bränslepatronen, varvid kylmedelsflödet blir litet i spalter gz, vilka är belägna mellan de yttre hörnpartierna av delknippena och kanalboxen 20. Denna nackdel kan emellertid mildras av- sevärt med hjälp av en kanalbox, som i enlighet med upp- finningen har reducerad väggtjocklek.

Fig 24 är en planvy av den elfte utföringsformen enligt uppfinningen och visar en för kokvattenreaktorer avsedd bränslepatron av D-gittertyp, varvid vattenspal- ter i bränslepatronen bildar breda och smala spalter och varvid en stor vattenstav 27 har flyttats från kanalbox- ens 20 centrala parti. Med ett sådant arrrangemang av vattenstaven 27 och bränslestavarna 21 är det sannolikt att kylmedlet koncentreras i spalterna g mellan delknip- pena, varvid brist på kylmedel uppstår i spalterna g2 mellan kanalboxen 20 och hörnpartierna av delknippena.

Denna brist kan väsentligen avhjälpas genom användning av en kanalbox med ovan beskrivna konstruktion enligt uppfinningen.

Fig 25 är en planvy av en bränslepatron enligt den tolfte utföringsformen av uppfinningen, varvid 503 597 liksom hos utföringsformen i fig 24 kylmedlet tenderar att koncentreras i spalterna g mellan respektive del- knippen, medan brist på kylmedel uppstår i spalterna g2 mellan kanalboxens 20 inneryta och hörnpartierna av del- knippena. Denna brist kan också väsentligen avhjälpas med hjälp av en kanalbox, som har en konstruktion med redu- cerad väggtjocklek i enlighet med uppfinningen.

Fig 26 är en planvy av en bränslepatron enligt den trettonde utföringsformen av uppfinningen, varvid bränslestavar 21 är anordnade i ett arrangemang om åtta rader och åtta kolumner och varvid en kvadratisk vattenstav 28, som har en storlek motsvarande fyra (2x2) bränslestavar 21, är centralt anordnad i kanal- boxen 20. Åtta korta bränslestavar 22 (P) är parvis anordnade i partier mittemot den kvadratiska vatten- stavens 28 sidoytor. Varje kort bränslestav 21 har en längd av 3/4 av längden på de vanliga bränslesta- varna 21, och ett utrymme är bildat ovanför dessa korta bränslestavar 22, genom vilket kylmedel ström- mar. Bränslepatronen enligt denna utföringsform är utformad som en mycket ekonomisk bränslepatron med förbättrad reaktoravställningsmarginal, förbättrad axiell effektfördelning eller axiellt jämnare utef- fekt, mindre tryckförlust och gynnsammare voidhalt.

Tendensen till koncentrering av kylmedelsflödet till de korta bränslestavarnas 22 övre partier kan förstär- kas genom maskinbearbetning av kanalboxens 20 inneryta i syfte att förbättra kylmedelsflödet nära kanalboxens inneryta.

Fig 27 är en planvy av en bränslepatron enligt den fjortonde utföringsformen av uppfinningen, varvid bränslepatronen är indelad i fyra delknippen genom anordning av ett korsformigt kanalelement 29. Varje delknippe 31 innefattar sexton bränslestavar i ett arrangemang om fyra rader och fyra kolumner. Icke kokande moderatorvatten strömmar genom kanalelementet 29 och kokande kylvatten strömmar genom delknippena so3 597 21 31. Kanalboxens 1 inneryta har maskinbearbetats, så att den passage genom vilken det kokande kylmedlet ström- mar vidgas nedströms. Närmare bestämt har tjockleken av kanalboxens 1 vägg stegformigt minskats från kylmedels- flödets uppströmssida i riktning mot dess nedströmssida.

Delknippena kan givetvis vara anordnade i ett annat bränslestavsarrangemang än 4x4 arrangemanget, och en stor vattenstav kan dessutom vara anordnad i området för icke kokande moderatorvatten.

Fig 28 är en planvy av en bränslepatron enligt den femtonde utföringsformen av uppfinningen, varvid en stor vattenstav 34, som har kvadratisk tvärsektion och en storlek motsvarande fyra bränslestavar 4, är an- ordnad med en vridning av 45° väsentligen i kanalboxens l centrala parti. Den kvadratiska vattenstaven 34 har fyra kanalelement 35, vilka sträcker sig ut frân den kvadratiska vattenstavens 35 hörnpartier till en kors- form, så att bränsleknippet indelas i fyra delknippen 36, som vart och ett innefattar bränslestavar 4 i ett arrangemang om fyra rader och fyra kolumner med undantag av att den innersta bränslestaven i respektive delknippe har utelämnats för att lämna plats åt den centrala vat- tenstaven 34. Icke kokande vatten (moderator) strömmar genom vattenstaven 34 och kanalelementen 35, och kokande vatten strömmar genom delknippena 36; Kanalboxens l inneryta har maskinbearbetats stegformigt, så att passagen, genom vilken det kokande kylmedlet strömmar, vidgar sig mot kylmedlets nedströmssida, och den kvad- ratiska vattenstaven 34 och de korsformiga kanalele- menten 35 har också maskinbearbetats stegformigt i samma syfte. Vattenpassager 37 är anordnade i den kvadratiska vattenstavens 34 hörnpartier.

Med hjälp av konstruktionen av bränslepatronen enligt denna femtonde utföringsform uppnås ett jämnt flöde av kylmedel 28a i ett parti mellan den i hörnet belägna bränslestaven 4a och kanalboxen l. Ökningen av kylmedlets genomströmningsarea förbättrar reaktorns 505 597 22 avställningsmarginal och tryckförlusten kan reduceras.

Dessutom uppnås en gynnsammare voidhalt och en avse- värt förbättrad axiell effektfördelning.

I det följande avhandlas med hänvisning till fig 29 hur man kan förhindra minskning av kylningsför- mågan i bränslepatronens hörnpartier.

Fig 29A är en planvy av ett hörnparti hos en bränslepatron av konventionellt slag, varvid bränsle- stavar 4 är enhetligt anordnade i en kvadratisk kanal- box 1. Om en hörnbränslestav 4a i fig 29A utelämnas, kan innerytans krökningsradie hos kanalboxens hörnpar- ti ökas från Ro mm till R1 m (R0 fig 298. Följden är att den inre tryckpàkänningen minskas i hörnpartiet, varför kanalboxens vägg kan göras tunnare, och således kan med avseende på en konstruktion av kanalboxen med större invändig kanal- area kylningsegenskaperna förbättras i de yttre om- kretspartierna av det grova och fina gitterarrangemang- et. Å andra sidan kan med avseende på en konstruktion av kanalboxen med större utvändig kanalarea den icke kokande arean ökas, reaktiviteten under högtemperatur- driftperioden ökas och styrbladen enklare föras in el- ler dras ut. Dessutom kan dessa fördelaktiga egenskaper förstärkas ytterligare genom avfasning av kanalboxens hörnpartier, såsom framgår av fig 29C.

Fig 30 är en planvy av en bränslepatron enligt den sextonde utföringsformen av uppfinningen och är baserad på ovannämnda teknik.

Såsom framgår av fig 30 har bränslepatronen enligt denna utföringsform en kanalbox 40 med enhetlig yttre utformning, varvid en stor vattenstav 27 är anordnad väsentligen i kanalboxens 40 centrala parti och ett bränsleknippe med grovt och fint arrangemang är infört i kvarvarande utrymme i kanalboxen 40. Bränsleknippet är indelat i ett flertal delknippen 41 (nio i den visade utföringsformen), vilka vart och ett innefattar bränslestavar 21 i tre rader och tre kolumner med mel- so: 5970 23 lanliggande utrymmen. Bränslestavarna 2la har flyttats från kanalboxens 40 hörnpartier till partier kring den stora vattenstavens 27 ytteromkrets.

Hos konstruktionen enligt denna utföringsform kan kanalboxens väggtjocklek minskas, eftersom krök- ningsradien i kanalboxens hörnpartier har ökats, vari- genom den parasitiska absorptionen av neutroner kan minskas och således även bränslecykelkostnaden (FCC).

Dessutom medför ökningen av kanalboxens inneryta för- bättring av kylningsförmàgan avseende de bränslestavar som är belägna i bränsleknippets ytteromkrets och med- för säkra betingelser för bränslet. Dessutom kommer tack vare ökningen av hörnpartiets krökningsradie det icke kokande vattnet något närmare knippet inuti än hos den konventionella konstruktionen, varför reaktiviteten kan ökas. Således kan diametern på den stora vattenstaven 29 i knippets centrala parti reduceras något, så att hörnbränslestavarna 21 såsom bränslestavar 2la enkelt kan anordnas nära vattenstavens 27 ytteromkrets, vari- genom minskning av bränsleinnehállet undviks. Placering- en av bränslestavarna 2la i det stora vattenspaltområdet nära vattenstaven 27 kan effektivt dämpa koncentrationen av kylmedel i detta spaltområde, så att enhetlig kylning av bränslestavarna i knippet uppnås och därmed säkra betingelser för bränslet.

Fig 3l är en planvy av den sjuttonde utförings- formen enligt uppfinningen och skiljer sig från den i fig 30 visade utföringsformen endast genom att ytter- ytorna av kanalboxens hörnpartier är avfasade, och följaktligen har samma hänvisningssiffror använts som i fig 30 och en noggrann beskrivning av utförings- formen utelämnas.

Hos den konstruktion av kanalboxen som visas i fig 16 liksom hos den konventionella typen uppstår ut- åtriktad påkänning i hörnpartierna och inåtriktad på- känning mot det inre trycket i sidopartierna med undan- tag av partierna nära hörnpartierna, men hos den kanal- 503 597 24 boxkonstruktion som visas i fig 32 uppstår inàtriktad påkänning i de linjärt avfasade hörnpartierna, så att nämnda utåtriktade pàkänning försvagas avsevärt. Följ- aktligen kan kanalboxens väggtjocklek minskas ytterli- gare.

Fig 32 är en planvy av en bränslepatron enligt den artonde utföringsformen av uppfinningen, varvid en kvadratisk vattenstav 28 är anordnad i det centrala partiet av en kanalbox 46 och ett flertal bränslesta- var 21 är enhetligt anordnade i det utrymme som inte upptas av vattenstaven 28. Kanalboxens 46 hörnpartier är linjärt avfasade. Hos bränslepatronen enligt denna utföringsform är bränslestavarna 21 anordnade med en- hetlig delning, och hörnbränslestavarna 21a har flyt- tats till partier mittemot den kvadratiska vattensta- vens 28 sidoytor i syfte att hindra minskning av bräns- leinnehållet, varför den kvadratiska vattenstavens 28 storlek är något mindre jämfört med den andra utfö- ringsformen.

Fig 33 är en planvy av en bränslepatron enligt den nittonde utföringsformen av uppfinningen, varvid kanalboxens 47 hörnpartier är linjärt avfasade och bränslestavarna anordnade i ett grovt och fint arran- gemang, dvs ett 4-1-4 arrangemang, så att en relativt stor vattenstav 30 kan anordnas i kanalboxens 47 cen- trala parti. Eftersom kanalboxens 47 hörnpartier är linjärt avfasade, kan hos denna utföringsform kanal- boxens väggtjocklek minskas, och eftersom bränslesta- varna är anordnade i ett grovt och fint arrangemang, kan en relativt stor kvadratisk vattenstav anordnas.

Dessutom kan det icke kokande vattnet i området nära kanalboxens hörnpartier ledas till bränsleknippets inre partier, så att den effektiva neutronmultiplika- tionskonstanten Keff kan ökas. Användningen av den relativt stora vattenstaven medför minskning av kon- centrationen av kylmedel i området nära vattenstaven.

Kylningseffekten blir således jämnare och säkra be- _20 503 597 tingelser för bränslet uppnås. Dessutom har hos bränsle- stavarna bränslepartier, som är belägna i spalter som skjuter ut från den kvadratiska vattenstavens hörnpar- tier, avlägsnats för att upprätthållandet av reaktor- avställningsmarginalen där är svårt, vilket avsevärt förenklar upprätthållandet av reaktoravställningsmargi- nalen. Tryckförlusten kan minskas ytterligare genom att bränslestavarna P utformas som korta bränslestavar med avlägsnade övre partier, såsom hos utrymda stavar (va- nishing rods).

Fig 34 är en planvy av en bränslepatron enligt den tjugonde utföringsformen av uppfinningen, varvid bränslestavar är anordnade i ett grovt och fint arran- gemang, dvs ett 4-2-4 arrangemang, och en stor vatten- stav 30 är anordnad i det centrala partiet av kanal- boxen 47, som har linjärt avfasade hörnpartier. Hos denna utföringsform är bränslestavarna anordnade i tio rader och tio kolumner, så att minskningen av bränsleinnehållet kan reduceras trots avläsning av bränslestavar från kanalboxens 47 hörnpartier, vilket innebär att de fördelaktiga egenskaperna kan uppnås på ett effektivare sätt tack vare den avfasade kon- struktionen av kanalboxens 47 hörnpartier.

Fig 35 är en planvy av en bränslepatron enligt den tjugoförsta utföringsformen av uppfinningen, var- vid en stor vattenstav 27 är anordnad i kanalboxens 47 centrala parti och bränslestavar är anordnade i ett arrangemang om tio rader och tio kolumner. Kanal- boxens 47 inre är jämnt uppdelat i fyra delknippen 36 genom anordning av ett korsformigt kanalelement 48.

Det icke kokande moderatorvattnet strömmar genom vat- tenstaven 27 och kanalelemenet 48 och det kokande kylvattnet strömmar genom delknippena 36.

Claims (8)

503 597 10 15 20 25 30 35 26 PATENTKRAV

1. Bränslepatron för en kärnreaktor, vilken patron innefattar ett bränsleknippe (17), i vilket ett antal bränslestavar (4, 4a, 21, 21a, 22) är regelbundet anord- nade med hjälp av spridarorgan (5, 8, 18), och en kanalbox (1, ll, 14, 16, 20, 24, 40, 45, 46, 47), vilken är anord- nad kring bränsleknippets (17) ytteromkrets och genom- strömmas av ett kylmedel, k ä n n e t e c k n a d av att kanalboxens (1, 11, 14, 16, 20, 24, 40, 45, 46, 47) vägg- tjocklek stegvis avtar i kylmedelsflödets strömningsrikt- ning så att kanalboxens inre tvärsektionsarea stegvis ökar 1 strömningsriktningen, och att stödorgan (2, 9, 19) är anordnade mellan spridarorganen (5, 8, 18) och kanalboxen (1, ll, 14, 16, 20, 24, 40, 45, 46, 47).

2. Bränslepatron enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att kanalboxens (l, 11, 16, 20, 24, 40, 45, 46, 47) vägg har en axiell längd L, att den axiella längden L är indelad i ett undre parti (la, lla, 16a) som har en axiell längd på 1/4 till 1/3 av längden L, ett mellanlig- gande parti (lb, llb, l6b) och ett övre parti (lc, llc, 16c), som har en axiell längd på minst 1/4 av längden L, och att det undre partiet (la, lla, l6a) har större vägg- tjocklek än det mellanliggande partiet (lb, llb, 16b) samt att det övre partiet (lc, llc, 16c) har mindre väggtjock- lek än det mellanliggande partiet (lb, llb, l6b).

3. Bränslepatron enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att kanalboxen (40) har hörnpartier, som är så avrundade att de intar platsen av de bränslestavar (4a) som annars är införda i kanalboxens (1, ll, 14, 16, 20, 24) hörnpartier.

4. Bränslepatron enligt krav 1 eller 2, t e c k n a d av att kanalboxen (24, 45, 46, 47) har hörnpartier, som är så linjärt avfasade att de intar plat- sen av de bränslestavar (4a) som annars är införda i kanalboxens (1, ll, 14, 16, 20, 24) hörnpartier. k ä n n e - 10 15 20 25 30 35 503 597 27

5. Bränslepatron enligt nàgot av kraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a d av att stödorganen (2) år anordnade pà kanalboxens (1) innervägg utom i partiet (la) med maximal väggtjocklek och att de är avsedda för anliggning mot spridarorganen (5).

6. Bränslepatron enligt något av kraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a d av att stödorganen (9, 19) är anordnade pà spridarorganens (8, 18) ytteromkrets och att de är av- 14, 16) innervägg med undantag av partiet (la, lla, l4a, l6a) med sedda för anliggning mot kanalboxens (1, ll, maximal väggtjocklek.

7. Bränslepatron enligt krav 6, av att kanalboxens (ll, 14) innervägg med undantag k ä n n e t e c k - n a d av partiet (llc, l4b) med minimal väggtjocklek har axiella passageorgan (12, 15) för införing av stödorganen (9, 19).

8. Bränslepatron enligt nagot av kraven 1-7, k ä n - n e t e c k n a d av att en vattenstav (3) sträcker sig genom bransleknippet och att vattenstavens utsida har bearbetats så att dess väggtjocklek är gradvis reducerad i strömningsriktningen.