Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке



Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке
Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке
Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке

 


Владельцы патента RU 2575866:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)

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.
Наверх