Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня



Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня
Узел пружины камеры повышенного давления и топливного стержня

 


Владельцы патента RU 2573582:

Вестингхаус Электрик Компани ЛЛС (US)

Изобретение относится к конструкции тепловыделяющего элемента ядерного реактора. Узел ядерного топливного стержня и пружины камеры повышенного давления имеет распорный элемент, прикрепленный к нижнему концу шлифованной торсионной пружины. Распорный элемент имеет по существу плоскую поверхность на его нижней стороне, которая нажимает на верхнюю поверхность верхних топливных таблеток, распределяя нагрузку пружины по верхней поверхности самой верхней топливной таблетки. Технический результат - предохранение верхней таблетки топливного столба от скола. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Предпосылки изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится в целом к структуре внутрикорпусных устройств ядерного реактора и более конкретно к таким компонентам, как топливные стержни, в которых применяется активный ингредиент внутри оболочки, который удерживается в положении пружиной камеры повышенного давления.

2. Предшествующий уровень техники

Сторона первого контура энергетических систем ядерного реактора, которые охлаждаются водой под давлением, содержит замкнутый контур, который изолирован и находится в теплообменной взаимосвязи со стороной второго контура для производства полезной энергии. Сторона первого контура содержит корпус ядерного реактора, ограждающий внутреннюю конструкцию активной зоны реактора, которая удерживает множество тепловыделяющих сборок, содержащих ядерное топливо, первичный контур в пределах теплообменных парогенераторов, внутренний объем компенсатора давления, насосы и трубы для циркулирующей воды под давлением, при этом трубы соединяют каждый из парогенераторов и насосов с корпусом ядерного реактора независимо. Каждая из частей стороны первого контура, содержащей парогенератор, насос и систему труб, которые соединены с корпусом, формирует контур стороны первого контура.

С целью иллюстрации на фиг. 1 показан упрощенный первый контур ядерного реактора, включающий в себя в целом цилиндрический корпус 10 высокого давления реактора, имеющий крышку 12 корпуса, закрывающую активную зону 14. Жидкий хладагент реактора, такой как вода, накачивается в корпус 10 насосом 16 через активную зону 14, где тепловая энергия поглощается и передается к теплообменнику 18, обычно называемому парогенератором, в котором тепло передается в контур применения (не показан), такой как паротурбинный генератор. Хладагент реактора затем возвращается к насосу 16, заканчивая первый контур. Как правило, множество описанных выше контуров соединены с одним корпусом 10 реактора трубопроводом 20 для хладагента реактора.

Примерная конструкция реактора показана более подробно на фиг. 2. В дополнение к активной зоне 14, состоящей из множества параллельных вертикальных и проходящих в одном пространстве тепловыделяющих сборок 22 в данном описании, другие внутренние структуры активной зоны могут быть разделены на нижние внутрикорпусные устройства 24 и верхние внутрикорпусные устройства 26. В обычных конструкциях функция нижних внутрикорпусных устройств состоит в удерживании, выравнивании и направлении компонентов активной зоны и аппаратуры, а также направлении потока в пределах активной зоны. Верхние внутрикорпусные устройства удерживают или обеспечивают вторичное удерживание тепловыделяющих сборок 22 (только две из которых показаны для простоты на этой фигуре) и поддерживают и направляют аппаратуру и компоненты, такие как стержни 28 регулирования мощности реактора. В примерном реакторе, показанном на фиг. 2, хладагент поступает в корпус 10 ядерного реактора через одно или более впускных сопел 30, проходит вниз через кольцевое пространство между корпусом и корзиной 32 активной зоны, разворачивается на 180° в нижней камере 34, проходит вверх через нижнюю опорную плиту 37 и нижнюю плиту 36 активной зоны, на которую помещены тепловыделяющие сборки 22, и через сборки и вокруг них. В некоторых конструкциях нижняя опорная плита 37 и нижняя плита 36 активной зоны замещены одной структурой, то есть нижней опорной плитой активной зоны на таком же уровне, как и плита 37. Поток хладагента через активную зону и окружающее пространство 38 обычно большой, порядка 400000 галлонов в минуту для четырехконтурной установки (обычно скорость потока составляет приблизительно 100000 галлонов в минуту на контур) при скорости приблизительно 20 футов в секунду. Результирующее падение давления и силы трения имеют тенденцию подъема тепловыделяющих сборок, причем такое перемещение ограничено верхними внутрикорпусными устройствами, включающими в себя круглую верхнюю плиту 40 активной зоны. Хладагент, выходящий из активной зоны 14, проходит вдоль нижней стороны верхней плиты 40 активной зоны и вверх через множество отверстий 42. Хладагент тогда протекает вверх и радиально к одному или более выпускных сопел 44.

Верхние внутрикорпусные устройства 26 могут удерживаться относительно активной зоны или крышки корпуса и включают в себя верхний опорный узел 46. Нагрузки передаются между верхним опорным узлом 46 и верхней плитой 40 активной зоны в основном множеством опорных колонн 48. Опорная колонна выровнена над соответствующей тепловыделяющей сборкой 22 и отверстиями 42 в верхней плите 40 активной зоны.

Прямолинейно подвижные стержни 28 регулирования мощности реактора обычно включают в себя ведущий вал 50 и узел 52 крестовины стержней-поглотителей нейтронов, которые направляются через верхние внутрикорпусные устройства 26 и в совмещенные тепловыделяющие сборки 22 направляющими трубками стержней 54 регулирования мощности реактора. Направляющие трубки жестко соединены одним концом с верхним опорным узлом 46 и соединены другим концом с верхней поверхностью верхней плиты 40 активной зоны тугой шплинтовой посадкой в верхнюю поверхность верхней плиты 40 активной зоны. Шплинтовая конфигурация предусматривает простоту сборки направляющей трубки и замены, когда это необходимо, и обеспечивает то, что нагрузки в активной зоне, в частности, при сейсмических или других чрезвычайных условиях высокой нагрузки принимаются в основном опорными колоннами 48, а не направляющими трубками 54. Эта конфигурация опорной колонны содействует запаздыванию деформации направляющей трубки в чрезвычайных условиях, которая могла бы вредно воздействовать на способность введения стержней регулирования мощности реактора.

На фиг. 3 показан вертикальный вид, представленный в укороченной по вертикали форме, тепловыделяющей сборки, в целом обозначенной ссылочной позицией 22. Тепловыделяющая сборка 22 является сборкой типа, применяемого в реакторе с водой под давлением, и имеет структурный каркас, который на его нижнем конце включает в себя хвостовик 58 тепловыделяющей сборки. Хвостовик 58 тепловыделяющей сборки удерживает тепловыделяющую сборку 22 на нижней опорной плите активной зоны 36 в активной зоне ядерного реактора. В дополнение к хвостовику 58 тепловыделяющей сборки структурный каркас тепловыделяющей сборки 22 также включает в себя головку 62 тепловыделяющей сборки на его верхнем конце и множество направляющих колец 54, которые проходят продольно между хвостовиком и головкой 58 и 62 тепловыделяющей сборки и на противоположных концах жестко прикреплены к ним.

Тепловыделяющая сборка 22 также включает в себя множество поперечных решеток 64, разнесенных по оси вдоль направляющих колец (также называемых направляющими трубками) 54 и установленных на них, и упорядоченную структуру удлиненных топливных стержней 66, разнесенных в поперечном направлении и удерживаемых решетками 64. Хотя это не видно на фиг. 3, решетки 64 обычно сформированы из ортогональных полос, которые переплетаются в форме конфигурации с ячейками, в которой четыре полосы сопрягаются, образуя приблизительно квадратные опорные ячейки, в которых топливные стержни 66 удерживаются в поперечно разнесенном положении относительно друг друга. Во многих обычных конструкциях пружины и выемки штампуют в противоположных стенках полос, которые формируют опорные ячейки. Пружины и выемки проходят радиально в опорные ячейки и захватывают топливные стержни между ними, при этом они прилагают давление к оболочке топливного стержня для удерживания стержней в нужном положении. Кроме того, сборка 22 имеет приборную трубку 68, расположенную в ее центре и проходящую между хвостовиком и головкой 58 и 62 тепловыделяющей сборки и установленную на них. С таким расположением частей тепловыделяющая сборка 22 формирует цельный узел, приспособленный для удобного манипулирования без повреждения сборки частей.

Как указано выше, топливные стержни 66 в их структуре в сборке 22 удерживаются на определенном расстоянии друг от друга решетками 64, разнесенными вдоль длины тепловыделяющей сборки. Каждый топливный стержень 66 включает в себя множество таблеток 70 ядерного топлива и закрыт на его противоположных концах верхней и нижней концевыми заглушками 72 и 74. Таблетки 70 удерживаются в стопке пружиной 76 камеры повышенного давления, расположенной между верхней концевой заглушкой 72 и вершиной стопки таблеток. Топливные таблетки 70, состоящие из ядерного топлива, предназначены для создания реактивной мощности реактора. Оболочка, которая окружает таблетки, действует как барьер для предотвращения проникновения побочных продуктов ядерного топлива в хладагент и дальнейшего загрязнения системы реактора.

Для управления процессом деления множество стержней 78 регулирования мощности реактора взаимно подвижны в направляющих кольцах 54, расположенных в заданных положениях на тепловыделяющей сборке 22. В частности, механизм 80 управления группой стержней, расположенный над головкой 62 тепловыделяющей сборки, удерживает стержни 78 регулирования мощности реактора. Механизм управления имеет цилиндрический втулочный элемент 82 с внутренней резьбой с множеством проходящих радиально лап или рычагов 52. Каждый рычаг 52 взаимно соединен со стержнем 78 регулирования мощности реактора таким образом, что механизм 80 управления стержнями регулирования мощности реактора действует для перемещения стержней регулирования мощности реактора вертикально в направляющих кольцах 54, чтобы таким образом управлять процессом деления в тепловыделяющей сборке 22 под действием движущей энергии ведущих валов 50 стержней регулирования мощности реактора, которые соединены с втулками 80 стержней регулирования мощности реактора известным образом.

Как указано выше, тепловыделяющие сборки подвергаются воздействию гидравлических сил, которые превышают вес топливных стержней и, таким образом, прилагают значительные силы к топливным стержням и тепловыделяющим сборкам. Кроме того, существует значительная турбулентность в хладагенте в активной зоне, вызванная смесительными лопастями на верхних поверхностях полос множества решеток, которые способствуют передаче тепла от оболочки топливного стержня хладагенту. Существенные силы потока и турбулентность могут приводить к сильной вибрации оболочки топливного стержня, если движение топливных стержней не ограничено.

В последнее время было выражено беспокойство относительно мелких обломков топливных таблеток, обнаруженных в камере топливного стержня в части топливных стержней после засыпки и уплотнения во время изготовления. Исследование позволило предположить, что один механизм, приводящий к скалыванию верхней таблетки, представляет собой неравномерное распределение давления на верхнюю поверхность топливных таблеток. Было сделано заключение, что концевой виток пружины камеры повышенного давления не создает надлежащий контакт с верхней таблеткой. Это приводит к тому, что некоторая часть верхней поверхности таблетки подвергается значительной осевой нагрузке, которая может вызвать скалывание. Это воздействие было подтверждено во время испытаний под давлением. Следует отметить, что конструкция пружины камеры повышенного давления не может обеспечивать равномерное распределение давления на верхнюю поверхность таблетки, с которой она сопрягается, из-за ограниченной поверхности контакта, соответствующей конфигурации концевого витка спиральной пружины. Лучший вид пружины камеры повышенного давления 76 можно наблюдать на фиг. 4, которая ясно показывает конфигурацию концевого витка 84.

Соответственно, требуется улучшенное средство удерживания топливных таблеток внутри оболочки топливного элемента, которое будет создавать равномерное давление на верхнюю поверхность верхней таблетки.

Кроме того, требуется такая улучшенная конструкция, которая будет облегчать установку, ограничивать последствия маловероятных ошибок установки и минимизировать потенциальные проблемы с рабочими характеристиками.

Сущность изобретения

Эти и другие цели достигнуты улучшенным удлиненным реактивным элементом, таким как топливный элемент или стержень регулирования мощности реактора, для применения в активной зоне. Реактивный элемент сформирован из трубчатой оболочки, по существу увеличивающий длину реактивного элемента с верхней концевой заглушкой, уплотняющей верхний конец центральной полости трубчатой оболочки, и нижней концевой заглушкой, уплотняющей нижний конец центральной полой трубчатой оболочки. Активный элемент по существу занимает нижнюю часть центральной полости, и пружина по существу проходит между верхней концевой заглушкой и верхней поверхностью активного элемента, оказывая давление на активный элемент к нижней концевой заглушке. Распорный элемент помещен между нижним концом пружины и верхней поверхностью активного элемента, распределяя силу пружины по большей части верхней поверхности активного элемента, чем было бы обеспечено непосредственно пружиной.

В одном варианте выполнения пружина представляет собой шлифованную торсионную пружину, и предпочтительно пружина механическим или металлургическим способом прикреплена к распорному элементу. Предпочтительно распорный элемент имеет по существу плоскую головку, обращенную к верхней поверхности активного элемента, и противоположную сторону, которая проходит в осевом направлении длины оболочки с противоположной стороной, прикрепленной к пружине. Желательно, чтобы дистальная часть противоположной стороны имела ширину, которая меньше ширины головки, и сформирован поясок между шириной головки и шириной дистальной части.

В другом варианте выполнения через головку проходит отверстие от стороны, обращенной к верхней поверхности активного элемента, через распорный элемент и наружу из дистального конца противоположной стороны. Предпочтительно, по меньшей мере, часть отверстия имеет шестигранный контур.

В одном варианте выполнения, где пружина механически прикреплена к распорному элементу, спиральная резьба проходит вдоль оси вдоль цилиндрической поверхности противоположного конца распорного элемента и нижняя часть пружины навинчена вокруг спиральной резьбы. В другом варианте выполнения, где пружина механически прикреплена к распорному элементу, верхняя часть противоположной стороны распорного элемента представляет собой трубку с разрезом с выступающим радиально наружу буртиком, который механически прикрепляется к пружине.

В одном варианте выполнения реактивный элемент представляет собой ядерный топливный элемент, и в другом варианте выполнения реактивный элемент представляет собой ядерный стержень регулирования мощности реактора.

Предпочтительно распорный элемент по существу круглый и отнесен от внутренней стенки оболочки.

Краткое описание чертежей

Более полное понимание изобретения может быть получено из следующего описания предпочтительных вариантов его осуществления при ознакомлении в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 - упрощенная схема системы ядерного реактора, в котором может быть применено это изобретение;

фиг. 2 - вертикальный вид частично в сечении активной зоны ядерного реактора и внутренних компонентов, в которых может быть применено это изобретение;

фиг. 3 - вертикальный вид частично в сечении тепловыделяющей сборки, показанной в укороченной по вертикали форме, с удалением частей для ясности;

фиг. 4 - вид в перспективе пружины камеры повышенного давления, поясняющий конфигурацию концевого витка;

фиг. 5 - вид в перспективе резьбового распорного элемента одного варианта осуществления этого изобретения;

фиг. 6 - вид в сечении варианта выполнения, показанного на фиг. 5;

фиг. 7 - вид в перспективе варианта выполнения трубки с двумя прорезями распорного элемента согласно этому изобретению;

фиг. 8 - вид в перспективе варианта выполнения трубки с четырьмя прорезями распорного элемента согласно этому изобретению; и

фиг. 9 - вид сбоку варианта выполнения приваренной шайбы узла пружины и распорного элемента согласно этому изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Для достижения указанных выше целей это изобретение вводит промежуточную часть между пружиной камеры и верхней таблеткой стопки топливных таблеток для создания равномерного распределения контакта и снижения вероятности миграции обломков между камерой топливного стержня и стопкой таблеток. Новый промежуточный элемент между верхней таблеткой и концевым витком пружины предназначен для обеспечения равномерного распределения давления и снижения вероятности миграции обломков. Желательно, чтобы этот элемент был прикреплен к существующей пружине камеры. В одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 5 и 6, промежуточный элемент представляет собой резьбовой распорный элемент 86, который формирует поверхность раздела между пружиной камеры и верхней поверхностью верхней таблетки. Распорный элемент 86 предназначен для обеспечения равномерного контактного давления по его по существу плоской головке 88 на верхнюю поверхность верхней таблетки и снижения вероятности миграции мелких обломков таблетки. Резьбовой распорный элемент также имеет элементы для облегчения процесса сборки распорного элемента и пружины. Резьбовой распорный элемент 86 имеет центральное отверстие 90 для облегчения надлежащего повышения давления на топливный стержень в маловероятном случае, когда узел пружины камеры повышенного давления неправильно установлен, и предотвращения любых связанных с этим проблем в работе. Если топливный стержень должным образом не сжат гелием, он может испытывать уменьшение диаметра из-за высокого внешнего рабочего давления в системе, которое не компенсируется надлежащим внутренним давлением топливного стержня, что может снижать удерживающие силы, прилагаемые пружинами решетки тепловыделяющей сборки. Кроме того, ненадлежащее давление может привести к увеличению рабочей температуры топливного элемента вследствие меньшей удельной теплопроводности между таблетками и оболочкой, что может приводить к чрезмерной коррозии оболочки и потенциальному плавлению топлива. Любая из этих рабочих проблем может привести к отказу топливного стержня, что может вызвать нежелательный выпуск ядерного топлива в хладагент. Центральное отверстие 90 имеет шестигранный контур 92 его отверстия в плоской головке 88 для облегчения соединения задней трубчатой части распорного элемента 86 с пружиной 76. Задняя трубчатая часть имеет спиральную резьбу 94, которая проходит от противоположного конца 96 почти до тыльной стороны головки 88. Шестигранный инструмент может быть вставлен в шестигранное отверстие 92 для ввинчивания распорного элемента 86 в пружину 76 камеры повышенного давления, пока концевой виток не прижмется к тыльной стороне головки 88.

Желательно, чтобы резьбовой распорный элемент 86 представлял собой единый механически обработанный элемент, который в основном содержит две функциональные зоны в осевом направлении топливного элемента: зону 88 контакта таблетки/оболочки и зону 98 контакта с пружиной. Предпочтительно полная длина распорного элемента 86 должна предотвращать вращение распорного элемента в оболочке. В любом случае максимальный диаметр зоны 88 контакта таблетки/оболочки распорного элемента должен быть меньше минимального наружного диаметра таблетки для обеспечения того, что распорный элемент не подвергнет риску структурную целостность оболочки. Предпочтительно максимальная длина зоны 88 контакта таблетки/оболочки, то есть размер в осевом направлении топливного элемента, должна быть настолько минимальной, насколько практически возможно. Минимальная величина длины зоны контакта таблетки/оболочки ограничена способностью равномерно распределять силу пружины и деформацию во время производства. Максимальная величина длины зоны контакта таблетки/оболочки ограничена проблемой дополнительного сжатия пружины и внутреннего давления стержня. В целом, пружина камеры повышенного давления сжимается во время изготовления топливного стержня до заданной силы в пределах диапазона сил для каждого типа топливного стержня. Максимальная сила в пределах диапазона установлена для обеспечения структурной целостности сварных швов топливного стержня и таблеток. Сила выше максимума, установленного диапазоном, может вредить способности производить надлежащий сварной шов концевой заглушки. Величина сжатия пружины камеры повышенного давления контролируется длиной камеры повышенного давления. Свободный объем внутри оболочки топливного элемента должен вмещать газообразные продукты деления, выпущенные в ходе работы реактора. Таким образом, любое уменьшение объема камеры повышенного давления будет приводить к увеличению внутреннего давления топливного стержня за его срок службы, что может приводить к непредсказуемому увеличению наружного диаметра топливного стержня, приводящему к уменьшению удельной теплопроводности между оболочкой и таблетками. Зона 88 контакта таблетки/оболочки будет уменьшать длину камеры повышенного давления и объем камеры повышенного давления и увеличивать отклонение/силу пружины камеры повышенного давления и внутреннее давление стержня. Было подтверждено, что длина зоны таблетки/оболочки распорного элемента приемлемая, пока она заложена в расчеты конструкции пружины. Радиус пояска 100 должен присутствовать между задней стороной головки 88 и трубчатой секцией 102 для предотвращения концентрации давления на опорной поверхности между таблеткой и распорным элементом. Размеры резьбы и профиль в зоне 98 контакта с пружиной зависят от конструкции пружины для обеспечения надлежащей посадки между пружинной проволокой и профилем резьбы. Зоной завершения резьбы является зона между резьбой 94 и пояском 100, и диаметр зоны завершения резьбы плюс два радиуса пояска поверхности контакта с пружиной не должны превышать минимальный внутренний диаметр пружины для обеспечения надлежащей поверхности контакта между концевым витком пружины и распорным элементом 86. Диаметр центрального отверстия 90 должен присутствовать для обеспечения давления на топливный стержень в случае "неправильной" установки сборки, и размер шестигранной части должен быть достаточным для приложения требуемого вращающего момента при сборке. Вращающий момент должен быть достаточным для предотвращения ослабления распорного элемента при транспортировке и манипулировании и для уменьшения повреждения пружины во время установки.

Испытания под давлением продемонстрировали, что распорный элемент способен обеспечивать равномерное распределение давления, и подтвердили, что конструкция распорного элемента снижает частоту откалывания мелких частиц таблетки. Дополнительно конструкция узла пружины камеры повышенного давления и топливного стержня в этом варианте выполнения способна соответствовать проектным требованиям для обеспечения равномерного распределения давления в контакте таблетки и распорного элемента и снижения вероятности миграции мелких обломков таблетки. Конструкция также включает в себя элементы для облегчения установки распорного элемента, ограничения последствий маловероятных ошибок установки и минимизации потенциальных проблем с рабочими характеристиками.

На фиг. 7, 8 и 9 показаны альтернативные варианты относительно резьбового распорного элемента, показанного на фиг. 5 и 6. Варианты выполнения, показанные на фиг. 7, 8 и 9, каждый имеет такую же плоскую головку 88, как было описано выше относительно резьбового распорного элемента, показанного на фиг. 5 и 6. На фиг. 7 и 8 тыльная сторона распорного элемента представляет собой трубчатый элемент 106 с прорезями, при этом вариант выполнения, показанный на фиг. 7, имеет прорези, разнесенные на 180° друг от друга, в то время как вариант выполнения на фиг. 8 имеет прорези, разнесенные на 90° друг от друга. Каждый из этих двух вариантов выполнения имеет буртик 108, который устанавливается на кольцо пружины 76 для прикрепления распорного элемента к пружине. В варианте выполнения, показанном на фиг. 9, головка 88 приварена непосредственно к концевому витку пружины 76 камеры повышенного давления.

Хотя были описаны в деталях конкретные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные модификации и альтернативные варианты этих деталей могут быть разработаны в свете общих принципов описания. Например, хотя предыдущие варианты выполнения были описаны как применяемые с ядерным топливным элементом, описанный здесь узел пружины и распорного элемента также может применяться к стержням регулирования мощности реактора, в котором активный элемент будет поглотителем нейтронов, а не ядерными топливными таблетками. Соответственно, конкретные описанные варианты осуществления изобретения рассматриваются только как иллюстративные и не ограничивающие объем изобретения, полная широта которого дана в прилагаемой формуле изобретения из любых и всех ее эквивалентов.

1. Удлиненный реактивный элемент (66) для применения в активной зоне (14), содержащий:
трубчатую оболочку, по существу проходящую по длине реактивного элемента (66);
верхнюю концевую заглушку (72), закупоривающую верхний конец центральной полости трубчатой оболочки;
нижнюю концевую заглушку (74), закупоривающую нижний конец центральной полости трубчатой оболочки;
активный элемент (70), по существу занимающий нижнюю часть центральной полости;
пружину (76), по существу проходящую между верхней концевой заглушкой (72) и верхней поверхностью активного элемента (70) и прижимающую активный элемент к нижней концевой заглушке (74); и
распорный элемент (86) между нижним концом пружины (76) и верхней поверхностью активного элемента (70), распределяющий силу пружины по большей части верхней поверхности активного элемента, чем если бы ее прилагала непосредственно пружина, при этом распорный элемент имеет по существу плоскую головку, обращенную к верхней поверхности активного элемента, и противоположную сторону, которая проходит в осевом направлении длины оболочки, причем противоположная сторона имеет дистальную часть, проходящую внутри и механически прикрепленную к пружине, при этом диаметр дистальной части меньше диаметра по существу плоской головки.

2. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором пружина (76) является шлифованной торсионной пружиной.

3. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором между шириной головки и шириной дистальной части сформирован окружной поясок (100).

4. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором отверстие (90) проходит через головку (88) от стороны, обращенной к верхней поверхности активного элемента (70), через распорный элемент (86) и из дистального конца противоположной стороны (96).

5. Реактивный элемент (66) по п. 4, в котором, по меньшей мере, часть отверстия (90) имеет шестигранный контур (92).

6. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором спиральная резьба (94) проходит вдоль оси вдоль цилиндрической поверхности дистальной части противоположной стороны (96) распорного элемента (86) и нижняя часть пружины (76) навинчена вокруг спиральной резьбы.

7. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором верхняя часть противоположной стороны (96) распорного элемента (86) является трубкой (106) с прорезью с радиально выступающим буртиком (108), который механически прикреплен к пружине (76).

8. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором нижний конец пружины (76) приварен к распорному элементу (86).

9. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором реактивный элемент является ядерным топливным элементом.

10. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором реактивный элемент является ядерным стержнем (28) регулирования мощности реактора.

11. Реактивный элемент (66) по п. 1, в котором распорный элемент (86) по существу круглый и отнесен от внутренней стенки оболочки.

12. Ядерная тепловыделяющая сборка (22), имеющая множество ядерных топливных элементов (66), при этом, по меньшей мере, некоторые из ядерных топливных элементов содержат:
трубчатую оболочку, по существу проходящую по длине реактивного элемента (66);
верхнюю концевую заглушку (72), закупоривающую верхний конец центральной полости трубчатой оболочки;
нижнюю концевую заглушку (74), закупоривающую нижний конец центральной полости трубчатой оболочки;
группу ядерных топливных таблеток (70), по существу занимающих нижнюю часть центральной полости;
пружину (76), по существу проходящую между верхней концевой заглушкой (72) и верхней поверхностью активного элемента (70) и прижимающую активный элемент к нижней концевой заглушке (74); и
распорный элемент (86), расположенный внутри центральной полости между нижним концом пружины (76) и верхней поверхностью ядерных топливных таблеток (70), распределяющий силу пружины по большей части верхней поверхности активного элемента, чем если бы ее прилагала непосредственно пружина, при этом распорный элемент имеет по существу плоскую головку, обращенную к верхней поверхности активного элемента, и противоположную сторону, которая проходит в осевом направлении длины оболочки, причем противоположная сторона имеет дистальную часть, проходящую внутри и механически прикрепленную к пружине, при этом диаметр дистальной части меньше диаметра по существу плоской головки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к топливному стержню, используемому в ядерном реакторе. В заявленном топливном стержне предусмотрено наличие прослойки (3) между оболочкой (1) и стопкой таблеток (5) в топливном стержне.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе средств для фиксации ядерного топлива при его транспортировке, а также для поджатия во время эксплуатации топлива, например, в виде таблеток с требуемым усилием.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов ядерного реактора. .

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлы) для уран-графитовых энергетических реакторов типа РБМК-1000.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе устройств и средств для фиксации ядерного топлива при его транспортировке, изготовлении и пр., а также для поджатия во время эксплуатации топлива, например в виде таблеток, с требуемым усилием, и может быть использовано, в частности, в твэлах с ограничением по длине пространства, предназначенного для размещения такого средства, особенно при производстве твэлов для действующих канальных уран-графитовых реакторов с тепловой мощностью более 2600 МВт (например РБМК-1000, 1500) или в реакторах с аналогичными особенностями в конструкции твэлов.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе устройств и средств для фиксации ядерного топлива при его транспортировке, изготовлении и пр., а также для поджатия во время эксплуатации топлива, например в виде таблеток, с требуемым усилием, и может быть использовано, в частности, в твэлах с ограничением по длине пространства, предназначенного для размещения такого средства, особенно при производстве твэлов для действующих реакторов водо-водяного типа с тепловой мощностью порядка 1175 МВт (например ВВЭР-440) или в реакторах с аналогичными особенностями в конструкции твэлов.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе устройств и средств для фиксации ядерного топлива при его транспортировке, изготовлении и пр., а также для поджатия во время эксплуатации топлива, например в виде таблеток, с требуемым усилием, и может быть использовано, в частности, в твэлах со значительной длиной газосборника продуктов деления, предназначенного для размещения такого средства, особенно при производстве твэлов для действующих реакторов водо-водяного типа с тепловой мощностью более 2600 МВт (например, ВВЭР-1000) или в реакторах с аналогичными особенностями в конструкции твэлов.
Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно: к тепловыделяющим сборкам (ТВС) канальных ядерных реакторов РБМК. .
Наверх