Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов

Авторы патента:

G21C3/00 - Реакторные топливные элементы и их блоки; выбор вещества для использования в качестве реакторных топливных элементов

Владельцы патента RU 2525195:

ПОТАПОВ Юрий Васильевич (RU)

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих элементов ядерного реактора. Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов содержит фольгу, валики прокатки фольги, пуансон, штангу с цилиндром, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, губки, охватывающие цилиндр перед заслонкой. Заслонка выполнена подпружиненной в направляющих из двух отрезков труб с ограничивающими щелями ее перемещения, причем направляющие установлены у торца оболочки твэла, размещенной в ложементе. На плоскости заслонки выполнены выступы, формирующие радиальную отбортовку фольги у торца цилиндра. Технический результат - повышение качества радиальной отбортовки на фольге. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к устройству снаряжения фольгой оболочек тепловыделяющих элементов, и может быть использовано в процессе их изготовления.

Известен твэл контейнерного типа, содержащий трубчатую оболочку, компенсационный объем, торцевые экраны, таблетки делящегося материала, пружину и кон. детали, см. Г.Н. Ушаков, «Технологические каналы и тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1981, с.29, рис.1.66 и с.36.

Недостатками такого твэла являются переменный зазор между внутренней поверхностью оболочки твэла и таблетками делящегося материала, что приводит к несимметричной розе радиальных тепловых потоков, и прямой контакт конструкционных и делящихся материалов.

Для устранения указанных недостатков в твэле, между поверхностями оболочки и делящегося материала, размещают вставку, например, в виде фольги из молибдена, ориентированную вдоль оси твэла, см. патент RU №2408941, кл. G21C 3/00, 2010.

Известно также устройство для снаряжения фольгой оболочки твэла, см. патент RU №2485611, кл. G21C 1/00, 2012.

Недостаточная надежность узла формирования радиальной отбортовки на фольге в совокупности с неочевидной конструкцией механизма заслонки присуща этому устройству.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается путем выполнения в известном устройстве в виде закрепленной горизонтально штанги с цилиндром, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, установленной на общей оси с оболочкой твэла, размещенной в ложементе из двух параллельных стержней/труб, с расстоянием между ними меньшим диаметра оболочки твэла, а на торце ложемента установлена заслонка с направляющими в виде двух вертикальных отрезков труб с пружинами и ограничивающими щелями по образующим в них, причем цилиндр охватывают губки с приводом реверсивного радиального перемещения.

В заслонке выполнено отверстие диаметром, свободно пропускающим оболочку твэла, а симметрично относительно вертикали, параллельно и нормально ее плоскости, установлены два выступа для деформации фольги у торца цилиндра.

Формирование фольги в трубку на цилиндре обеспечивают губки, снабженные приводом реверсивного радиального перемещения.

Над штангой и цилиндром установлены валики прокатки на фольге продольных гофров и пуансон вырубки фрагмента фольги.

Устройство для снаряжения фольгой оболочек твэлов приведено на чертеже. Оно сдержит: ложемент из двух труб 1, штангу 2, цилиндр 3, направляющие 4 заслонки, пружины 5, заслонку 6, выступы 7, губки 8, оболочку 9 твэла, фольгу 10, валики 11, пуансон 12.

Штанга 2 с цилиндром 3 закреплены горизонтально.

Губки 8 в устройстве выполнены с отверстием диаметром, большим диаметра таблетки делящегося материала на двойную толщину фольги 10, и снабжены приводом реверсивным радиального перемещения.

На торце ложемента установлена заслонка 6 в направляющих 4 заслонки из двух отрезков труб с пружинами 5, способная перемещаться в пределах, ограниченных вертикальными щелями.

По вертикальной оси в заслонке 6 выполнено отверстие, свободно пропускающее оболочку 9 твэла, а симметрично относительно вертикали и нормально к плоскости заслонки 6 установлены два выступа 7 для деформации фольги 10 диаметром и высотой, например, в треть внутреннего диаметра оболочки 9 твэла.

Расстояние между торцом цилиндра 3 и плоскостью заслонки 6 соответствует ширине деформации фольги.

При работе пружин 5 заслонка 6, перемещаясь в направляющих 4 заслонки, периодически перекрывает отверстие оболочки 9 твэла.

Ложемент выполнен из двух параллельных стержней/труб 1, связанных по торцам, и расположен так, что неподвижная штанга 2 с цилиндром 3, отверстия губок 8, заслонки 6 и оболочки 9 твэла размещены на общей оси, причем оболочка 9 твэла в ложементе из труб 1 перед заслонкой 6 может быть слегка подпружинена.

При этом расстояние между стержнями/трубами 1 ложемента меньше диаметра оболочки 9 твэла.

Гофрированную фольгу 10 перемещают по штанге 2 и цилиндру 3 до упора в заслонку 6 с перекрытым отверстием перед оболочкой 9 твэла.

При упоре фольги 10 в плоскость заслонки 6 привод останавливают губками 8 из фольги 10, на поверхности цилиндра 3 формируют трубку и пуансоном 12 отсекают фрагмент фольги.

Перемещением заслонки 6 перед торцом цилиндра 3 выступами 7 формируют радиальную отбортовку на фольге 10 и освобождают отверстие перед оболочкой 9 твэла.

При этом подпружиненная оболочка 9 твэла захватывает фольгу 10 на цилиндре 3.

Разводят губки 8 и перемещением вдоль оси оболочку 9 твэла снаряжают фольгой 10.

При обратном движении оболочки 9 твэла в фольге 10 калибруют канал под таблетки делящегося материала.

Следует отметить, что валики 11 и пуансон 12 размещают над штангой 2 и цилиндром 3.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и упростить автоматизирование процесса оснащения фольгой оболочек твэлов.

1. Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов, содержащее, фольгу, валики прокатки фольги, пуансон, штангу с цилиндром, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, заслонку, ложемент и оболочку твэла, отличающееся тем, что оно снабжено губками, которые охватывают цилиндр перед заслонкой, а заслонка выполнена с направляющими, которые размещены на торце ложемента перед отверстием оболочки твэла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что губки в нем выполнены с отверстием, большим диаметра таблетки делящегося материала на двойную толщину фольги, и снабжены реверсивным приводом радиального перемещения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие заслонки в нем выполнены в виде отрезков двух труб, которые установлены перед ложементом, и снабжены по образующим вертикальными щелями, ограничивающими перемещение заслонки.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что в направляющих заслонки установлены пружины.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заслонка в нем выполнена с отверстием, свободно пропускающим оболочку твэла.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние между торцом цилиндра и плоскостью заслонки в нем равно ширине деформации фольги.

7. Устройство по пп.1 или 4, отличающееся тем, что на плоскости заслонки, симметрично относительно вертикали, параллельно и нормально ее плоскости выполнены два выступа

8. Устройство по пп.1, отличающееся тем, что ложементы в нем выполнены в виде двух параллельных стержней/труб, расстояние между которыми меньше диаметра оболочки твэла.

Похожие патенты:

Твэл ядерного реактора // 2524681

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано при создании тепловыделяющих элементов (твэлов) для атомных реакторов на тепловых и быстрых нейтронах.

Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора (варианты) // 2518058

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к конструктивным элементам тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР. Дистанционирующая решетка (ДР) содержит группы взаимно пересекающихся параллельных пластин, расположенных в один ярус и образующих шестиугольные ячейки для размещения твэлов, расположенные по правильной треугольной сетке, и треугольные ячейки, расположенные между шестиугольными.

Направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора с выгорающим поглотителем // 2512472

Изобретение относится к атомной технике. Направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора с выгорающим поглотителем размещен в ячейках дистанционирующих решеток.

Способы приготовления оксалата актиноидов и приготовления соединений актиноидов // 2505484

Изобретение относится к способу приготовления оксалатов актиноидов. Способ включает осаждение одного актиноида или соосаждение большего числа актиноидов в форме частиц оксалата в псевдоожиженном слое приведением в контакт водного раствора, содержащего актиноид или актиноиды, с водным раствором щавелевой кислоты или соли щавелевой кислоты и сбор частиц оксалата.

Уран-гадолиниевое ядерное топливо и способ его получения // 2502141

Изобретение относится к атомной промышленности, в частности к изготовлению таблетированного топлива из диоксида урана для тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов.

Способ изготовления таблеток ядерного топлива // 2499304

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к технологии изготовления таблеток ядерного топлива из порошков на основе оксидов ядерных делящихся материалов, в частности к изготовлению таблеток с минимальными припусками на шлифование или в размер.

Способ получения твердых растворов оксидов актинидов // 2494479

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к способам получения смешанного уран-плутониевого ядерного топлива на базе диоксидов UO2 и PuO2, получившего название МОХ (Mixed-Oxide) топлива.

Активная зона с быстрорезонансным спектром нейтронов со сверхкритическим давлением воды // 2485612

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в ядерных реакторах. .

Способ снаряжения фольгой оболочки твэла и устройство для его осуществления // 2485611

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к способу снаряжения фольгой оболочки тепловыделяющего элемента и устройству для его осуществления, и может быть использовано в процессе изготовления твэлов.

Легководный реактор со сверхкритическими параметрами теплоносителя // 2483370

Изобретение относится к конструкциям ядерных реакторов. .

Ядерный реактор на быстрых нейтронах с использованием двухфазной металлической системы // 2529638

Изобретение относится к ядерному реактору на быстрых нейтронах. Совокупность активной зоны, отражателя и бланкета представляет собой двухфазную металлическую систему: Pb-Pu-U, или Pb-U-Th, или Pb-Pu-U-Th. Это позволяет достичь высоких степеней выгорания топлива, находящегося преимущественно в твердой фазе, за счет ликвидации радиационных повреждений путем периодического расплавления и последующего формирования активной зоны из расплава. Изобретение позволяет исключить из активной зоны реактора, подвергающейся интенсивному нейтронному облучению, конструктивные узлы, оставив только теплообменник первого контура, который представляет собой статическое оборудование, при этом механически нагруженные элементы теплообменника находятся вне зоны облучения. Будучи сменным узлом, теплообменник не лимитирует срок службы ядерного реактора в целом. При этом изобретение позволяет создать самоуправляющуюся активную зону, в которой тепловыделение цепной реакции деления будет балансировать теплосъем в теплообменнике первого контура вследствие естественного физического механизма. Одновременно обеспечивается быстродействующая защита от разгона на мгновенных нейтронах. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ управления работой тепловыделяющей сборки ядерного реактора деления и способ управляемого удаления летучих продуктов ядерного деления // 2530751

Группа изобретений относится к вентилируемым тепловыделяющим элементам ядерного реактора. Способ предусматривает использование тепловыделяющей сборки с кожухом, выполненным с возможностью вмещения пористой массы ядерного топлива с летучим продуктом ядерного деления. Способ включает использование подузла управления текучей средой, который соединен с кожухом и выполнен с возможностью управления удалением по меньшей мере части летучих продуктов ядерного деления из пористой массы ядерного топлива. Кроме того, с помощью подузла управления текучей средой осуществляют циркуляцию отводящей тепло текучей среды через пористую массу ядерного топлива для удаления тепла, произведенного массой ядерного топлива. Технический результат - возможность управляемого удаления летучих продуктов ядерного деления и тепла, высвобождаемых волной горения в ядерном реакторе деления на бегущей волне. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 213 ил.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора // 2534391

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющих сборок (ТВС), используемых, преимущественно, для реакторов РБМК-1000, а также ВВЭР-440 и ВВЭР-1000. Конструкция крепления твэлов в несущей концевой (опорной) решетке (HP) имеет цилиндрическую часть из циркониевого сплава Э110. Фиксация твэла в HP производится путем замятия полого конца наконечника одновременно в трех или более местах по периметру на определенную величину, при этом описанный диаметр наконечника увеличивается до величины, необходимой для удержания твэла в HP. Поверхность посадочного отверстия HP выполнена ступенчатой с длиной ступени большего диаметра, равной 0…0,5 толщины несущей решетки, причем поверхность с большим диаметром может быть конической, а в торце наконечника твэла выполнено отверстие, соосное с его наружной поверхностью, глубиной не более толщины несущей решетки. При этом в 3…4 местах эта часть наконечника одинаково деформирована таким образом, что наружная поверхность наконечника выходит за пределы меньшего диаметра посадочного отверстия. Технический результат - высокая надежность фиксации наконечника твэла в HP за счет отсутствия зазоров в осевом и радиальном направлениях и исключения вращения твэла вокруг продольной оси. 8 ил.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора деления, выполненная с возможностью управляемого удаления летучих продуктов ядерного деления и тепла, высвобождаемого волной горения в ядерном реакторе деления на бегущей волне // 2536181

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерного реактора на бегущей волне. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора деления выполнена с возможностью управляемого удаления летучих продуктов ядерного деления и тепла, высвобождаемого волной горения в ядерном реакторе. Тепловыделяющая сборка содержит кожух, выполненный с возможностью вмещения пористой массы ядерного топлива с летучим продуктом ядерного деления. Подузел управления текучей средой соединен с кожухом и выполнен с возможностью управления удалением по меньшей мере части летучих продуктов ядерного деления из пористой массы ядерного топлива. Кроме того, подузел управления текучей средой выполнен с возможностью циркуляции отводящей тепло текучей среды через пористую массу ядерного топлива для удаления тепла, произведенного массой ядерного топлива. Технический результат - обеспечение глубокого выгорания топлива и длительной кампании. 35 з.п. ф-лы, 213 ил.

Способ получения диоксида урана в форме зерен сферической и неправильной формы // 2538255

Изобретение относится к способу получения диоксида урана в виде зерен сферической и неправильной формы. Способ включает растворение при интенсивном перемешивании оксида урана UO3 или UO2(NO3)2×6H2O в органической кислоте, предпочтительно в аскорбиновой кислоте, обработку полученного аскорбиново-гидрокси-уранового золя и термообработку полученного геля при температуре 550°C и скорости нагрева 5°C/мин в воздушной среде до образования U3O8, после чего полученный оксид восстанавливают в атмосфере водорода и/или аргона, предпочтительно в атмосфере водорода, при температуре 1100°C до образования диоксида урана в виде зерен сферической или неправильной формы. Изобретение обеспечивает упрощение процесса и сокращение времени получения диоксида урана, а также снижение расходов. 5 н.п. ф-лы, 5 пр.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора // 2542324

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР-440. Чехол ТВС соединяется с хвостовиком с помощью 6-ти специальных винтов, имеющих коническую форму головки снизу. На гранях посадочного места концевой детали в средней части вокруг каждого из отверстий под крепежные винты выполнены углубления, поверхность которых совпадает с деформированной формой поверхности чехла при нагружении радиальными силами по контуру отверстий или близка к ней. Углубления имеют ширину меньше, чем ширина грани чехла. Технический результат - обеспечение соосности чехла и концевой детали (например, хвостовика) в сборе. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ получения индивидуальных и смешанных оксидов металлов // 2543086

Изобретение относится к способам получения смешанного уран-плутониевого ядерного топлива. В заявленном способе раствор нитратов металлов (0,3-5 моль/л HNO3) смешивают с раствором восстановителя и/или комплексообразующего реагента и подают через форсунку аппарата аэрозольной сушки, обеспечивающего прогрев реакционной смеси выше температуры разложения реагентов и образующихся комплексов металлов (>400°С). Количество комплексонов выбирается исходя из условий полного замещения нитрат-иона в координационной сфере металлов. В ряде случаев предварительное смешивание растворов нежелательно из-за сильного газовыделения и/или выпадения осадков. В таких случаях раствор нитратов металлов и раствор реагентов подают в форсунку аппарата раздельно, где они смешиваются до распыления. Для получения оксидов актинидов в низковалентном состоянии и твердых растворов оксидов актинидов на основе диоксида урана в качестве среды в аппарате аэрозольной сушки используют инертные газы или их смеси. Техническим результатом является возможность получения оксидов металлов из нитратных растворов в одну стадию, в том числе получения твердых растворов оксидов актинидов на основе диоксида урана без применения водорода, а также увеличение безопасности и упрощение способа получения оксидов металлов, в том числе и смешанных оксидов актинидов. 6 з. п. ф-лы.

Тепловыделяющий элемент ядерного реактора // 2543090

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов) Тепловыделяющий элемент содержит топливные таблетки 1, заключенные в трубчатую оболочку 2 и подпираемые с двух концов фиксирующими и компенсирующими пружинами. Топливные таблетки 1 в трубчатой оболочке 2 с двух сторон герметизированы пробками, в трубчатой оболочке выполнены микроканалы 3, имеющие входы 4 и выходы 5 для теплоносителя, причем по оси выхода микроканала 3 расположена косая перегородка 6, которая отражает в сторону паровой выброс 7 из микроканала 3, вход микроканала 3 имеет срез, перпендикулярный интегральному вектору скорости потока 8 теплоносителя. Технический результат - улучшение теплоотдачи с поверхности твэлов при минимальном увеличении гидравлического сопротивления, характерного для гладкой поверхности твэлов. 2 ил.

Интенсификатор теплоотдачи // 2543609

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе устройств и средств для интенсификации теплообмена с поверхности твэла, и может быть использовано, в частности, в действующих реакторах водо-водяного типа с тепловой мощностью более 2600 МВт (например, ВВЭР-1000) или в реакторах с аналогичными особенностями в конструкции твэлов. Технический результат - повышение теплоотдачи с поверхности твэлов при минимальном увеличении гидравлического сопротивления, характерного для гладкой поверхности твэлов. Для целей перемешивания и турбулизации потока теплоносителя интенсификатор теплоотдачи выполнен в виде спиральной навивки металлической ленты на внешнюю поверхность стержневого тепловыделяющего элемента. При этом металлическая лента закручена относительно собственной продольной оси. 2 ил.

Ядерный реактор деления, вентилируемый тепловыделяющий модуль ядерного деления, связанные с ними способы и система вентилируемого тепловыделяющего модуля ядерного деления // 2550340

Изобретение относится к ядерным реакторам деления. Вентилируемый тепловыделяющий модуль ядерного реактора деления содержит тепловыделяющий элемент ядерного деления, соединенный с ним корпус клапана для помещения газообразных продуктов деления, клапан, предназначенный для управляемой вентиляции газообразных продуктов деления из объема корпуса, и керамическую трубную решетку для отвода тепла. Технический результат - повышение надежности тепловыделяющего модуля, увеличение кампании реактора. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 205 ил.