Узел крепления твэла тепловыделяющей сборки ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, к тепловыделяющим сборкам для ядерных реакторов с водой под давлением. Узел крепления твэла (1) тепловыделяющей сборки ядерного реактора содержит цанговый наконечник (2). Устанавливается цанговый наконечник (2) с радиальным зазором в посадочное отверстие (4) нижней опорной решетки (5). Цанговый наконечник имеет верхний (6) и нижний (7) бурты. Между буртами обеспечивается закрепление твэла (1) в нижней опорной решетке (5). На части длины цангового наконечника (2) над нижним буртом (7) выполнен поясок (8) диаметром не меньше диаметра посадочного отверстия (4). Изобретение повышает надежность узла крепления твэла тепловыделяющей сборки. 3 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно к тепловыделяющим сборкам для ядерных реакторов с водой под давлением.

Предшествующий уровень техники

Известна тепловыделяющая сборка ядерного реактора (Патент РФ №2129738, G21C 3/30, 3/32, дата публикации 27.04.99), содержащая тепловыделяющие элементы, соединяемые с нижней опорной решеткой посредством узла крепления. Узел крепления выполнен в виде цанги, которая имеет форму цилиндра. Цанга установлена в посадочном отверстии опорной решетки с радиальным зазором. В нижней части цанга имеет бурт, контактирующий с упорной поверхностью кольцевой канавки, выполненной соосно с посадочным отверстием ниже верхнего торца опорной решетки.

Существенным недостатком известного узла крепления твэла в нижней опорной решетке тепловыделяющей сборки является наличие гарантированного радиального зазора между цилиндром и посадочным отверстием, что приводит к повышенному виброизносу деталей узла. Кроме того, для обеспечения работоспособности разборного узла крепления необходимо иметь кольцевую канавку для сокращения по высоте длины контакта цилиндра с посадочной поверхностью. Это необходимо в связи с тем, что в результате незначительных искривлений твэла в процессе эксплуатации на цилиндр с буртиком действует повышенный изгибающий момент вследствие достаточно протяженной длины поверхности контакта цилиндра с посадочным отверстием. Данный фактор приводит к увеличению усилия расцепления и вытягивания твэла. Выполнение дополнительной кольцевой канавки усложняет конструкцию узла, повышает трудоемкость изготовления. Оба этих недостатка приводят к снижению надежности узла крепления твэла в нижней опорной решетке.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является повышение надежности узла крепления твэла тепловыделяющей сборки.

Задачей изобретения является устранение радиального зазора в узле крепления твэла в нижней опорной решетке, исключение из конструкции трудоемкой кольцевой канавки в нижней опорной решетке.

Техническим результатом изобретения является повышение вибростойкости узла, упрощение конструкции и снижение трудоемкости его изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что узел крепления твэла тепловыделяющей сборки ядерного реактора содержит цанговый наконечник, установленный с радиальным зазором в посадочное отверстие нижней опорной решетки, охватываемой верхним и нижним буртами упомянутого цангового наконечника. Новым является то, что по крайней мере на части длины цангового наконечника над нижним буртом выполнен поясок диаметром не меньше диаметра посадочного отверстия.

Такое решение поставленной задачи позволяет устранить радиальный зазор в узле крепления твэла в нижней опорной решетке тепловыделяющей сборки и упростить конструкцию узла, чем достигается повышение надежности узла.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

фиг.1 - вертикальный разрез нижней части ТВС;

фиг.2 - вертикальный разрез узла крепления твэла в нижней опорной решетке;

фиг.3 - взаимодействие цангового наконечника с нижней решеткой при установке.

Варианты осуществления изобретения

Узел крепления твэла (1) тепловыделяющей сборки ядерного реактора содержит цанговый наконечник (2), установленный с радиальным зазором (3) в посадочное отверстие (4) нижней опорной решетки (5). Цанговый наконечник имеет верхний и нижний бурты (6) и (7), между которыми обеспечивается закрепление твэла (1) в нижней опорной решетке (5). На части длины цангового наконечника (2) над нижним буртом (7) выполнен поясок (8) диаметром не меньше диаметра посадочного отверстия (4).

Работа узла крепления твэла тепловыделяющей сборки осуществляется следующим образом.

При первоначальном монтаже твэла (1) в тепловыделяющей сборке цанговый наконечник (2) под действием осевого усилия входит в посадочное отверстие (4) нижней опорной решетки (5). За счет упругости цангового наконечника (2) при входе нижнего бурта (7) в посадочное отверстие (4) диаметр нижнего бурта (7) уменьшается до диаметра посадочного отверстия (4), а при выходе - стремится вернуться к исходному значению. Однако возврат к исходному значению диаметра бурта (7) ограничивается пояском (8) за счет упругости прижима obvcz к стенкам посадочного отверстия (4), обеспечивая отсутствие радиального люфта в соединении. Закрепление твэла (1) в осевом направлении обеспечивается взаимодействием верхнего и нижнего буртов (6) и (7) с нижней опорной решеткой (5) тепловыделяющей сборки.

Для извлечения твэла (1) из тепловыделяющей сборки достаточно приложить к твэлу продольное усилие, превышающее определенную величину. Под действием этого усилия в местах контакта нижнего бурта (7) с нижней опорной решеткой (5) возникают усилия, стремящиеся сжать цанговый захват (2). После достижения нижним буртом (7) диаметра посадочного отверстия (4) бурт (7) входит в это отверстие и твэл может быть извлечен из нижней опорной решетки (5).

Таким образом, обеспечивается повышение надежности и упрощение конструкции тепловыделяющей сборки.

Промышленная применимость

Наиболее целесообразно предложенные решения использовать для тепловыделяющих сборок ядерных энергетических реакторов с водой под давлением.

Узел крепления твэла тепловыделяющей сборки ядерного реактора, содержащий цанговый наконечник, установленный с радиальным зазором в посадочное отверстие нижней опорной решетки, охватываемой верхним и нижним буртами и упомянутого цангового наконечника, отличающийся тем, что, по крайней мере, на части длины цангового наконечника над нижним буртом выполнен поясок диаметром, не меньше диаметра посадочного отверстия.