Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к тепловыделяющей сборке (ТВС) с концентричными кольцевыми тепловыделяющими элементами (твэлами). В известном устройстве крепления концентричных кольцевых твэлов в ТВС, содержащем кольцевые твэлы и дистанционирующий элемент между ними, концентричные кольцевые твэлы снабжены наружными ребрами. Дистанционирующий элемент выполнен в виде дистанционирующей решетки, состоящей из опорных кольцевых оснований в количестве, равном числу кольцевых твэлов, соединенных радиальными перегородками. При этом на одном из торцов дистанционирующей решетки, на каждом основании в направлении твэлов установлены минимум по три пальца. В пальцах внешнего основания предусмотрены кольцевые проточки для дополнительного крепления твэл с помощью зачеканки ребра твэла в проточку. Кольцевые твэлы установлены между пальцами по прессовой посадке. Технический результат - упрощение конструкции устройства крепления кольцевых твэл. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к устройствам крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов (твэлов) в тепловыделяющей сборке (ТВС).

Известна ТВС, содержащая корпус, кольцевые твэлы с оболочками, расположенными с зазором относительно друг друга, и сборную камеру перегретого пара с патрубком отвода пара, твэлы снабжены, по крайней мере, с одной стороны цилиндрическими концевыми деталями с осевыми отверстиями и внутри твэлов с зазором установлены трубы, которые нижними концами закреплены в трубной доске, отделяющей твэлы от камеры с теплоносителем, а корпус соединен со сборной камерой перегретого пара, отделенной от межтвэльного пространства перегородкой, при этом твэлы кольцевыми деталями закреплены с зазором относительно трубной доски, и через них выведены в межтвэльное пространство верхние концы труб (см. например, патент России №2030796, МПК G21C 1/08, G21C 3/32, заявлен 14.10.1991).

Недостатком известной конструкции ТВС является то, что кольцевые твэлы жестко закреплены в концевых деталях и нет возможности размещения нескольких концентричных кольцевых твэлов.

Известна ТВС для ядерного реактора с органическим теплоносителем, включающая чехол, кольцевые концентрично расположенные твэлы, верхнюю и нижнюю опорные решетки, установленный по оси ТВС вытеснитель, головку и хвостовик, в которой, с целью повышения глубины выгорания ядерного топлива путем снижения максимальной толщины слоя отложений высококипящих продуктов разложения органического теплоносителя на боковых поверхностях кольцевых твэлов, торцовые поверхности последних размещены в верхней и нижней опорных решетках с возможностью вращения кольцевых твэлов вокруг оси ТВС, на внешних боковых поверхностях кольцевых твэлов и вытеснителя выполнены ребра шириной менее ширины кольцевого зазора между смежными кольцевыми твэлами в виде винтовой спирали и имеющие режущую кромку, причем направления винтовых спиралей в смежных кольцевых твэлах или вытеснителе и смежном с ним кольцевом твэле противоположные (см. например, авторское свидетельство СССР №1448940, МПК G21C 3/36, заявлено 05.01.1987).

Недостатком данной конструкции крепления кольцевых твэл является возможность вращения кольцевых твэл вокруг оси в местах крепления, что может привести к фретингу твэлов, приводящему к снижению надежности ТВС и уменьшению ресурса.

Наиболее близким к предлагаемому решению является пружинное дистанционирующее устройство концентричных кольцевых твэл, содержащее два жестких радиальных ребра и одно упругое, равномерно расположенные по периферии твэла. Упругое ребро соединено с твэлом спиральной пружиной, навитой вокруг части твэла, являющейся держателем ребер. В радиальных направляющих пазах в держателе размещаются концевые части упругого ребра, так что упругое ребро может только радиально перемещаться под действием пружины. Таким образом, устройство обеспечивает радиальное дистанционирование твэла в пределах прохода для теплоносителя с помощью подпружиненных, радиально подвижных ребер. Указанные подвижные ребра служат для удержания твэла в заданном положении, обеспечивая самодистанционирование, в случае, если при работе реактора возникнут искривляющие напряжения (см. например, патент США №3105037, НПК 204-193.2, заявлено 04.12.1961).

Недостатками указанной конструкции крепления кольцевых твэлов являются:

1. сложность конструкции, невозможность применения устройства из-за больших габаритов межтвэльного крепления и, следовательно, снижение его надежности;

2. сложность конструкции устройства при установке трех концентричных твэл в заданных габаритах;

3. усложнение конструкции перегрузочной машины и увеличение ее массогабаритных размеров, т.к. придется извлекать из канала реактора составные ТВС за один раз на всю высоту активной зоны.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства крепления кольцевых твэл и повышение надежности его работы.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке, содержащем кольцевые тепловыделяющие элементы и дистанционирующий элемент между ними, концентричные кольцевые тепловыделяющие элементы снабжены наружными ребрами, дистанционирующий элемент выполнен в виде дистанционирующей решетки, состоящей из опорных кольцевых оснований в количестве, равном числу кольцевых твэлов, соединенных радиальными перегородками, при этом на одном из торцов дистанционирующей решетки, на каждом основании в направлении твэлов установлены минимум по три пальца.

В пальцах внешнего основания предусмотрены кольцевые проточки, для дополнительного крепления твэл с помощью зачеканки ребра твэла в проточку.

Кольцевые твэлы установлены между пальцами по прессовой посадке.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

на Фиг. 1 - узел крепления твэл в ТВС,

на Фиг. 2 - вид А фиг. 1,

на Фиг. 3 - вид Б фиг 1.

Устройство крепления твэл в ТВС состоит из дистанционирующей решетки 1 и твэл 2. В предлагаемом примере используются три кольцевых концентричных твэл 2.

Дистанционирующая решетка 1 представляет собой конструкцию из трех кольцевых оснований 3, равную количеству твэлов 2, соединенных между собой радиальными перегородками 4. На одном из торцов дистанционирующей решетки 1 в направлении твэлов 2 установлены пальцы 5. Пальцы 5 предназначены для крепления твэл 2 по прессовой посадке. Кольцевой (втулочный) твэл 2 представляет собой трубчатую конструкцию, содержащую топливо и снабженную наружным ребром 6.

В паре пальцев 5 для внешнего опорного кольца 3 предусмотрена кольцевая проточка 7 для дополнительного крепления тепловыделяющих элементов 2 с помощью зачеканки (замятия) ребра 6 тепловыделяющего элемента 2 в данную проточку 7.

Узел крепления твэлов в ТВС собирается следующим образом:

- в дистанционирующую решетку 1 поочередно устанавливаются по прессовой посадке кольцевые твэлы 2;

- производится контроль усилия съема (сдергивания) дистанционирующей решетки 1 с твэлов 2;

- производят дополнительное крепление внешнего твэла 2 в дистанционирующей решетке 1, путем замятия (зачеканивания) ребра 6 твэла 2 в кольцевую проточку 7 пальцев 5.

Устройство работает следующим образом. При работе реактора, в том числе и ТВС, данное устройство испытывает минимальные усилия съема твэл 2 с дистанционирующей решетки 1, т.к. в реакторе предусматрено специальное приспособление (не показанное на чертежах), которое снимает все нагрузки от движения теплоносителя, а максимальные усилия (нагрузку) съема (сдергивания) дистанционирующих решеток 1 с твэлов 2 возникают при перегрузке реактора (загрузка, выгрузке), из-за совместного трения ТВС и направляющего канала (на чертежах не показан), а также их не прямолинейности. Устройство за счет прессовой посадки твэл 2 в дистанционирующих решетках 1 и дополнительной зачеканки ребра 7 твэла 2 в кольцевую проточку 6 дистанционирующей решетки 1 обеспечивает допустимое усилие съема, равное минимально десяти массам ТВС. Таким образом, устройство обеспечивает целостность ТВС при максимальных возможных усилиях, возникающих при загрузке и выгрузке ТВС.

Предлагаемое изобретение обеспечивает упрощение конструкции устройства крепления кольцевых твэл и повышение надежности его работы.

1. Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке, содержащее кольцевые тепловыделяющие элементы и дистанционирующий элемент между ними, концентричные кольцевые тепловыделяющие элементы снабжены наружными ребрами, дистанционирующий элемент выполнен в виде дистанционирующей решетки, состоящей из опорных кольцевых оснований в количестве, равном числу кольцевых твэлов, соединенных радиальными перегородками, при этом на одном из торцов дистанционирующей решетки, на каждом основании в направлении твэлов установлены минимум по три пальца.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в пальцах внешнего основания предусмотрены кольцевые проточки для дополнительного крепления твэлов с помощью зачеканки ребра твэла в проточку.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцевые твэлы установлены между пальцами по прессовой посадке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР. ТВС содержит твэлы, расположенные в дистанционирующих решетках (ДР) пластинчатого типа по треугольной сетке, и несущую решетку - фильтр с пазами для протока теплоносителя, установленную в хвостовике ТВС.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов (твэлов) и тепловыделяющих сборок (ТВС) для реакторов с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (ТЖМТ), а также при изготовлении имитаторов твэлов для использования в облучательных устройствах, предназначенных для исследования работоспособности реальных твэлов.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР. ТВС содержит дистанцирующую решетку с ободами.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов типа ВВЭР, в которых твэлы не закрепляются в несущих решетках, а опираются на них.

Изобретение относится к атомной технике. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит головку, хвостовик, пучок цилиндрических тепловыделяющих элементов и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, и центрирующие элементы, выполненные в ячейках дистационирующих решеток.

Изобретение относится к атомной технике, в частности к конструкциям бесчехловых тепловыделяющих сборок ядерного реактора. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, головку, антивибрационную решетку и хвостовик.

Изобретение относится к получению радиоактивных изотопов в ядерных реакторах. .

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР и РБМК. .

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющих сборок), используемых преимущественно для реакторов РБМК-1000, а также ВВЭР-440 и ВВЭР-1000.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). .

Изобретение относится к области ядерных технологий и может быть использовано в ядерных реакторах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Тепловыделяющая сборка содержит хвостовик, головку, очехловывающую трубу и твэлы, в которой упомянутые хвостовик, головка, очехловывающая труба выполнены из материалов, имеющих плотность, большую чем у теплоносителя, и исключающих плавучесть тепловыделяющей сборки в данном теплоносителе. Объем хвостовика за исключением центрального канала прокачки теплоносителя заполнен материалом, имеющим плотность, большую чем у теплоносителя, например вольфрамом, платиной, ураном. В качестве топлива в твэлах возможно использование, например, карбидов и нитридов урана. Технический результат - исключение всплытия тепловыделяющей сборки в тяжелом жидкометаллическом теплоносителе ядерных реакторов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к конструктивным элементам тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР, а именно к фильтрам debris-предметов (АДФ). АДФ выполняют из нескольких фильтрующих элементов пластинчатой конструкции с пазами для протока теплоносителя в форме вытянутых прямоугольников, наклоненными к оси ТВС в одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей под определенным углом, обеспечивающим отсутствие просвета фильтрующего элемента в направлении, параллельном оси тепловыделяющей сборки. Причем АДФ для повышения эффективности фильтрации может содержать несколько (2…3) фильтрующих элементов пластинчатой конструкции, расположенных по отношению к соседним зеркально относительно плоскости их соприкосновения. Технический результат - повышение эффективности задержания debris-предметов любой формы по сравнению с известными АДФ. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). ТВС оснащена анти debris-фильтром (АДФ), устанавливаемым в хвостовики ТВС. АДФ ТВС состоит из двух фильтрующих элементов пластинчатого типа, расположенных в хвостовике друг над другом, содержащих две группы пересекающихся прямолинейных пластин, образующих вдоль оси тепловыделяющей сборки ряд криволинейных каналов прямоугольного поперечного сечения для прохода теплоносителя. При этом каналы нижнего фильтрующего элемента расположены под углом к продольной оси ТВС, а каналы верхнего фильтрующего элемента, расположенного между нижним фильтрующим элементом и несущей решеткой, параллельны оси ТВС. Технический результат - повышенная эффективность улавливания debris-предметов в форме прямолинейных стержней и плоских предметов любой длины и малой толщины. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). В заявленной ТВС предусмотрено выполнение анти debris-фильтров (АДФ) в форме толстостенной цилиндрической оболочки, имеющей несколько концентричных относительно ее оси рядов равномерно расположенных каналов для прохода теплоносителя, изогнутых в окружном направлении до обеспечения непрозрачности фильтра вдоль оси тепловыделяющей сборки, причем соседние ряды каналов смещены относительно друг друга в осевом направлении. Техническим результатом является создание конструкции НРФ лабиринтного типа, обладающей повышенной эффективностью по отношению к улавливанию debris-предметов как криволинейной, так и прямолинейной формы. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). В заявленном изобретении предусмотрено оснащение ТВС анти- debris-фильтрами (АДФ), устанавливаемыми в хвостовики ТВС, при этом несущая решетка тепловыделяющей сборки с фильтрующими свойствами (НРФ) тепловыделяющей сборки ядерного реактора имеет криволинейные каналы для прохода теплоносителя, причем вход теплоносителя в канал и выход из него сдвинуты на некоторый угол вокруг оси отверстий под твэлы и направляющие каналы до достижения непрозрачности НРФ, причем верхняя часть канала параллельна оси ТВС. Техническим результатом является создание конструкции НРФ лабиринтного типа с повышенной эффективностью по отношению к улавливанию debris-предметов прямолинейной формы, имеющей при этом КГС не более суммарного коэффициента гидравлического сопротивления несущей решетки и АДФ. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике. Опорная решетка-фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора выполнена в виде перфорированной пластины, имеющей в плане форму шестиугольника, с круглыми отверстиями, предназначенными для установки направляющих каналов (НК) или несущих труб (НТ) и центральной трубы (ЦТ), с пазами для прохода теплоносителя и с опорными площадками для контакта с наконечниками тепловыделяющих элементов, расположенными по правильной треугольной сетке. Опорные площадки выполнены в форме круга, диаметром не более диаметра торца наконечника твэла. Пазы для прохода теплоносителя расположены равномерно в окружном направлении относительно центров каждого отверстия и опорных площадок в правильных шестигранных призмах, соосных с твэлами, НК (НТ) и ЦТ, с вписанным диаметром основания, равным шагу расположения твэлов, причем нижний край пазов смещен в окружном направлении на определенный угол до достижения непрозрачности решетки-фильтра в направлении оси ТВС, а часть паза на выходе теплоносителя из него параллельна оси ТВС. Изобретение позволяет создать конструкцию ОРФ лабиринтного типа, обладающую повышенной эффективностью. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к атомной энергетике. Тепловыделяющая сборка (ТВС) ядерного реактора содержит твэлы с ядерным топливом, часть которых может иметь выгорающий поглотитель, каждый из которых имеет оболочку из циркониевого сплава, герметизированную контактно-стыковой сваркой с помощью заглушки и цангового наконечника, располагаемого в отверстии нижней решетки. Наружная поверхность твэла, по крайней мере оболочка, заглушка и сварные соединения, имеют покрытие в виде тонкого слоя хрома. Имеется также способ изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора. Группа изобретений позволяет создать конструкцию ТВС, исключающую паро-циркониевую реакцию, уменьшающую повреждение оболочек твэлов при изготовлении ТВС. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к тепловыделяющей сборке с концентричными кольцевыми тепловыделяющими элементами. В известном устройстве крепления концентричных кольцевых твэлов в ТВС, содержащем кольцевые твэлы и дистанционирующий элемент между ними, концентричные кольцевые твэлы снабжены наружными ребрами. Дистанционирующий элемент выполнен в виде дистанционирующей решетки, состоящей из опорных кольцевых оснований в количестве, равном числу кольцевых твэлов, соединенных радиальными перегородками. При этом на одном из торцов дистанционирующей решетки, на каждом основании в направлении твэлов установлены минимум по три пальца. В пальцах внешнего основания предусмотрены кольцевые проточки для дополнительного крепления твэл с помощью зачеканки ребра твэла в проточку. Кольцевые твэлы установлены между пальцами по прессовой посадке. Технический результат - упрощение конструкции устройства крепления кольцевых твэл. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх