Центральное облучательное устройство
Владельцы патента RU 2310931:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)
Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для использования в центральной нейтронной ловушке реактора для облучения мишеней с экспериментальными образцами при осуществлении их перегрузки без сброса давления в реакторе. Центральное облучательное устройство содержит устройство с мишенями в виде сепаратора из циркониевых трубок. Эти трубки расположены в три ряда и соединены общими входным и выходным коллекторами. Имеется нижний коллектор для смешения теплоносителя. Центральный компенсирующий орган выполнен в виде поглощающих стержней с вытеснителями в ячейках третьего ряда. Центральный компенсирующий орган подсоединяется к приводу замковым устройством. Изобретение направлено на увеличение полезного облучаемого объема в центральной нейтронной ловушке, на повышение надежности в эксплуатации центрального компенсирующего органа. 2 ил.
Центральное облучательное устройство (ЦОУ) относится к ядерной технике и предназначено для использования в центральной нейтронной ловушке реактора СМ для облучения мишеней с экспериментальными образцами при осуществлении их перегрузки без сброса давления в реакторе.
Известно значительное количество облучательных устройств (ОУ), применяемых для исследования материалов и накоплении изотопов (Цыканов В.А., Самсонов Б.В. Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком, М., Атомиздат, 1973; "Экспериментальные и научно-исследовательские установки", ГНЦ РФ НИИАР, Димитровград, 2000; "Реакторные методы материаловедения", М., Энергоатомиздат, 1991).
Применение каждого из них ограничивается конкретным облучаемым материалом, определенным объемом, в котором можно разместить ОУ, а также тем, что при их обслуживании в основном требуется остановка реактора или сброс давления в нем. По своей конструкции они индивидуальны, поэтому за аналоги ЦОУ могут быть приняты лишь ОУ по совпадению их назначения.
Заявленное устройство лишено этих недостатков и представляет собой сепараторную конструкцию (см. фиг.1) из 40 циркониевых трубок 14 ⊘14×0,5 мм (19 ячеек 3-го ряда, 13 ячеек 2-го ряда, 7 ячеек 1-го ряда и одна центральная ячейка), соединенных с корпусом 4 при помощи трубок 21 из стали 12Х18Н10Т, в котором организованы входной 3 и выходной 16 коллекторы, а также располагаются нижний коллектор 11 для осуществления в нем смешения теплоносителя и подачи его для охлаждения мишеней 12, подвешенных на тростинках 7, 15, на выходной коллектор. Система подачи снабжена отсечным вентилем 19.
Кроме того, в устройстве размещен центральный компенсирующий орган (ЦКО) в виде 8 поглощающих стержней 20 с вытеснителями 10 в ячейках 3-го ряда. ЦКО снабжен электроприводом 1, крепящимся к верхнему фланцу 2 корпуса 4, и замковым устройством 18 для подсоединения поглощающих стержней 20.
Работает заявленное устройство следующим образом: теплоноситель через входной коллектор 3 из ячейки 13 через открытый вентиль 19 поступает через 19 ячеек 3-го ряда устройства, при этом охлаждает как мишени 12, так и поглощающие стержни ЦКО 20 с тягами 5, расположенные в этом ряду.
После прохождения через периферийные ячейки теплоноситель через нижний коллектор 11 поступает в оставшиеся 21 ячейку и далее в выходной коллектор 16, охлаждая при этом соответствующие мишени. После чего через соответствующий вентиль 6 теплоноситель поступает в трубопровод системы сдувки газа 9 на дегазаторы, а охлаждение ЦКО и мишеней производится теплоносителем основного контура РУ, имеющего отсечную арматуру 6, 19 на входе и выходе, для возможности перегрузки из ЦОУ мишеней 12 без сброса давления в реакторе.
Тростинки, расположенные во 2-м и 1-м ряду и в центральной ячейке, снабжены уплотнениями 17 для предотвращения перетечек между входным и выходным коллекторами.
Перегрузка осуществляется следующим образом. Останавливается реактор, устройство отсекается от первого контура вентилями 6, 19. Производится расцепление от стержней 20 ЦКО при помощи замка 18 и разуплотнение стояка 8, снятие электропривода ЦКО 1, после чего осуществляется перегрузка мишеней. Загрузка мишеней и подготовка устройства к работе производится в обратном порядке.
Технический эффект от использования данного устройства весьма разнообразен:
1. Увеличивается полезный облучательный объем в центральной нейтронной ловушке на ≈20%.
2. Появляется возможность перегрузки ЦОУ без сброса давления из основного контура реактора, что приводит к снижению нагрузок на оборудование, уменьшению дозовых нагрузок на персонал, снижению радиоактивных выбросов в окружающую среду.
3. Повышается надежность эксплуатации ЦКО путем снижения вероятности его затирания и заклинивания.
4. Предлагаемое техническое решение позволит использовать ячейки, занимаемые рабочими органами ЦКО, для размещения мишеней в случае отказа от его применения при замене штатной ТВС топливными образцами с СВП. При этом экспериментальный объем будет увеличен на 50% по отношению к существующему.
Центральное облучательное устройство, содержащее устройство с мишенями в виде сепаратора из циркониевых трубок, располагаемых в три ряда и соединенных общими входным и выходным коллекторами, с нижним коллектором для смешения теплоносителя, а также центральный компенсирующий орган в виде поглощающих стержней с вытеснителями в ячейках третьего ряда, подсоединяемый к приводу замковым устройством.
