Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора



Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора
Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора
Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора

 


Владельцы патента RU 2610716:

Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" (RU)

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 конструктивным элементам тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.)

Из уровня техники известна конструкция ТВС ядерных реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000 (см. Кириллов П.Л. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990., рис. П.8.1, П.8.3 и П.8.5, с. 317-319), рабочая кассета (РК) которой состоит из пучка твэлов, закрепленного в несущей решетке (HP), головки для обеспечения загрузки-выгрузки и хвостовика.

Из уровня техники известна HP ТВС типа ВВЭР, которая имеет 126 круглых отверстий для установки твэлов, центральное отверстие для установки центральной трубы, 102 отверстия в форме «гантели» для протока теплоносителя, 12 отверстий диаметром 5,9 min и полуотверстия по контуру опорной решетки для протока теплоносителя. Отверстия типа «гантель» образованы двумя отверстиями радиусом 2,95 min, соединенным отверстием, шириной 5 min. Отверстия для установки твэлов и центральной трубы имеют диаметр 5+0.1, причем по контуру каждой грани шестигранной HP расположены по семь отверстий для нижних заглушек твэлов (см. Дементьев Б.Д. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990., с. 31-35).

Наряду с недостатком, связанным с существенной анизотропией конструкции, недостатком известной HP являются также большие размеры проливных отверстий. В ТВС ВВЭР они способны пропускать в пучок твэлов цилиндрические предметы диаметром до 5,9 мм и плоские шириной до 13 мм при толщине до 5 мм.

В связи с накоплением по мере эксплуатации АЭС в теплоносителе посторонних дебриз-предметов и преждевременным повреждением по этой причине оболочек твэлов возникла необходимость в оснащении ТВС анти-debris фильтрами (АДФ), устанавливаемыми в хвостовики ТВС.

В настоящее время все ТВС ВВЭР-440, ВВЭР-1000 оснащены АДФ.

АДФ РК ВВЭР-440 состоит из системы колец увеличивающегося по направлению потока теплоносителя диаметра и имеет кольцевые зазоры, шириной 2 мм, для улавливания частиц с линейным размером 2 мм и более.

В проекте ТВС-2М ВВЭР-1000 разработан АДФ, состоящий из наклонных перфорированных пластин. Предлагаемая конструкция АДФ ТВС-2М собирается из 12 таких пластин, установленных под определенным углом друг к другу с помощью дополнительных ребер в сложную пространственную конструкцию, при этом большая протяженность сварных швов снижает надежность сварных соединений.

Было предложено также оснастить штатные HP дополнительными прутками из проволоки 1,5…2 мм, приваренными на нижнюю поверхность HP в районе проливных отверстий, что в условиях массового производства реализовать практически невозможно.

Данные конструкции АДФ были исследованы в ОАО «ЭНИЦ» и результаты исследований были представлены на 7-й МНТК «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики», Москва, 26-27 мая 2010 г. в докладе «Экспериментальное исследование эффективности антидебрисных фильтров кассет ВВЭР-1000».

Рассмотрение имеющихся данных показывает, что конструкции указанных АДФ позволяют с достаточной эффективностью задерживать криволинейные debris-частицы, однако они не технологичны и требуют больших трудозатрат на изготовление.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является АДФ, разработанный для ТВСА ВВЭР-1000, установленный в хвостовике перпендикулярно его оси и представляющий собой густо перфорированную плоскую пластину толщиной 8 мм с пазами для протока теплоносителя типа «шеврон» 7 (см. фиг. 1) шириной 2 мм (RU 2264666, опубл. 20.11.2005).

Существенным недостатком данного АДФ является малая, порядка 0,6 мм, толщина перемычек между отверстиями при толщине пластины 8 мм, что не позволяет изготовить его с помощью механической обработки. Изготовление его как электроэррозионным способом, так и с помощью гидроабразивной резки приводит к большим трудозатратам.

При этом, эффективность задержания debris-частиц прямолинейной формы - проволоки, диаметром менее 2 мм любой длины и плоских debris-предметов толщиной менее 2 мм и шириной до 20 мм - практически отсутствует.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции АДФ, имеющей высокую эффективность задержания debris-предметов любой формы по сравнению с известными АДФ.

Для устранения этих недостатков предлагается выполнить АДФ из нескольких фильтрующих элементов пластинчатой конструкции с пазами для протока теплоносителя в форме вытянутых прямоугольников, шириной не более 2 мм, наклоненными к оси ТВС под определенным углом, чтобы обеспечить отсутствие просвета фильтрующего элемента в направлении, параллельном оси тепловыделяющей сборки.

Причем, предлагаемый АДФ для повышения эффективности фильтрации может содержать несколько (2…3) фильтрующих элементов пластинчатой конструкции, расположенных по отношению к соседним зеркально относительно плоскости их соприкосновения.

Пластинчатую конструкцию имеют перемешивающие решетки (ПР) ТВСА ВВЭР-1000, а также перспективные пластинчатые ДР для ТВС типа ВВЭР (RU 2518058, 10.06.2014), изготавливаемые в настоящее время на основе цифровой высокоточной и высокопроизводительной технологии газолазерной резки, т.е. серийная технология газолазерной резки освоена.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и работоспособности ТВС типа ВВЭР при снижении трудоемкости ее изготовления.

Данный технический результат достигается тем, что АДФ, установленный в хвостовике тепловыделяющей сборки ядерного реактора перпендикулярно потоку теплоносителя, содержащий ряд взаимно пересекающихся групп пластин, образующих пазы для протока теплоносителя в форме вытянутых прямоугольников, содержит 2…3 фильтрующих элемента, каждый из которых содержит две группы параллельных друг другу пластин, одна из которых параллельна оси тепловыделяющей сборки, а другая расположена под углом к ней, образующих пазы для протока теплоносителя, наклоненные в одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей под углом, обеспечивающим отсутствие просвета фильтрующего элемента в направлении, параллельном оси тепловыделяющей сборки, причем в каждом из соседних фильтрующих элементов пазы наклонены на один и тот же угол зеркально по отношению к плоскости их соприкосновения.

При этом пазы для прохода теплоносителя имеют ширину не более 2 мм и наклонены в одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей под углом 15…20°, а высота фильтрующего элемента выбрана такой, чтобы обеспечить отсутствие просвета фильтрующего элемента в направлении, параллельном оси тепловыделяющей сборки.

При этих углах наклона для перекрытия паза шириной 2 мм и обеспечения отсутствия просвета, т.е. непрозрачности АДФ в направлении, параллельном оси ТВС, достаточно толщины фильтрующего элемента 8 мм и более.

Длина пазов предпочтительно соизмерима с шагом твэлов в пучке ТВС, что составляет 10…15 мм.

Толщина пластин, выполненных из нержавеющей стали типа Х18Н10Т, из практических возможностей существующего оборудования находится в диапазоне 0,5…1,0 мм.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен штатный АДФ ТВСА ВВЭР-1000.

На фиг. 2 изображен фильтрующий элемент предлагаемого АДФ ТВС типа ВВЭР.

На фиг. 3 изображен фрагмент предлагаемого АДФ ТВС типа ВВЭР, состоящего из двух фильтрующих элементов.

На фиг. 4 изображены пластины с верхними прорезями, из которых состоит предлагаемый АДФ.

На фиг. 5 изображены пластины с нижними прорезями, из которых состоит предлагаемый АДФ.

Фильтрующий элемент 1 состоит из двух видов пластин: пластины 2 с нижними прорезями 3, параллельные оси ТВС, и наклоненные на определенный угол пластины 4 с верхними прорезями 5, образующие пазы 6 для протока теплоносителя.

1. Фильтр, установленный в хвостовике тепловыделяющей сборки ядерного реактора перпендикулярно потоку теплоносителя, содержащий ряд взаимно пересекающихся групп пластин, образующих пазы для протока теплоносителя в форме вытянутых прямоугольников, отличающийся тем, что фильтр содержит 2…3 фильтрующих элемента, каждый из которых содержит две группы параллельных друг другу пластин, одна из которых параллельна оси тепловыделяющей сборки, а другая расположена под углом к ней, образующих пазы для протока теплоносителя, наклоненные в одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей под углом, обеспечивающим отсутствие просвета фильтрующего элемента в направлении, параллельном оси тепловыделяющей сборки, причем в каждом из соседних фильтрующих элементов пазы наклонены на один и тот же угол зеркально по отношению к плоскости их соприкосновения.

2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что пазы для протока теплоносителя наклонены под углом 15…20° к продольной оси тепловыделяющей сборки.

3. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что пазы для протока теплоносителя имеют ширину не более 2 мм.

4. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что толщина пластин составляет 0,5…1,0 мм.

5. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что длина пазов составляет 10…15 мм.

6. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что выполнен из нержавеющей стали с помощью газолазерной резки.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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 может быть использовано для очистки сильнозагрязненных поверхностных стоков с территорий промышленных предприятий, полигонов ТБО. Сточные воды с предварительно введенным флокулянтом с гидрофобизирующими свойствами подают на стадию осаждения песка и крупных частиц, тонкую механическую очистку от взвешенных веществ в слое загрузки из цилиндрических колец, засыпанных в навал, сорбцию свободных и эмульгированных нефтепродуктов, дополнительную сорбцию растворимых нефтепродуктов на сорбенте с прикрепленной микрофлорой и подачей кислорода воздуха.

Заявленная группа изобретений относится к области оборудования, используемого в пивоваренной промышленности, в частности в процессе затирания солода. Фильтрующее устройство содержит резервуар, имеющий верхнюю и нижнюю секции, первую секцию (13) и вторую секцию (14) фильтра, содержащую первую группу фильтрующих узлов (2), расположенную в первом положении вблизи нижней секции резервуара, содержащую вторую группу фильтрующих узлов (3), расположенную во втором положении вблизи верхней секции резервуара, систему труб, обеспечивающую протекание жидкости по трубам между секциями фильтра и между секцией фильтра и соответствующей группой фильтрующих узлов указанной секции фильтра, и средство циркуляции, такое как насос, сконфигурированное для прохождения жидкости в прямотоке (8) и/или в противотоке (9) между секциями фильтра.

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтровальный узел содержит втулку (36), определяющую внутреннее пространство (40), и ось втулки; фильтрующее рабочее тело (34), окружающее втулку; и торцевую заглушку (32), прикрепленную к втулке и включающую первый элемент (46), проходящий поперек фильтрующего рабочего тела, боковую стенку (48), по существу перпендикулярную первому элементу (46) и проходящую в первом направлении, внешнюю стенку (54), расположенную на расстоянии от первого элемента и по существу параллельно оси втулки, при этом внешняя стенка (54) проходит во втором направлении, которое направлено от фильтрующего рабочего тела (34) и противоположно первому направлению, и несколько плечей, проходящих от боковой стенки (48) к внешней стенке (54), при этом плечи и боковая стенка, а также внешняя стенка определяют отверстия в торцевой заглушке (32).

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий элемент (30) содержит центральную трубку (32), образующую центральный резервуар и включающую в себя внутреннюю боковую стенку, торцевую пластину (34) и карман, образующий проход, выступающий из торцевой пластины в центральный резервуар.
Изобретение относится к способам выделения твердой фракции пульпы и может быть использовано для обезвоживания извлекаемых насосом земснаряда донных отложений. Способ выделения твердой фракции пульпы характеризуется тем, что осуществляют непрерывную подачу пульпы насосом в замкнутый контейнер, верхняя часть которого выполнена из фильтрующего материала, а нижняя часть - из более прочного нефильтрующего материала, при этом в контейнере поддерживают заданное избыточное давление путем автоматического уменьшения подачи насоса при увеличении наполняемости контейнера твердой фракцией пульпы и снижении проницаемости фильтрующей поверхности.

Изобретение относится к устройствам для фильтрации жидкости, закачиваемой в скважины. Фильтр содержит жестко и герметично соединенные друг с другом секции, набранные из состыкованных по торцам с осевым натягом цилиндрических тонкостенных фильтрующих элементов и двух опор, на которые также с осевым натягом опираются первый и последний фильтрующие элементы секции.

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий элемент содержит неплиссированное трубчатое кольцо из объемного материала, имеющего толщину по меньшей мере около 1/4 сантиметра и содержащего несущие волокна и тонкие волокна.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может найти применение для очистки вязких мазутов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей.

Изобретение относится к фильтрам из проволочных материалов для фильтрования жидкотекучих и газообразных сред и может быть использовано для фильтрования агрессивных и радиоактивных сред, при высоких температурах (до 500°C) и давлении среды, и, в частности, для подземной фильтрации жидких и газообразных сред при добыче их из буровых скважин.

Изобретение предназначено для фильтрования. Узел фильтра содержит вертикальный корпус, имеющий нижнюю часть и крышку, которые вместе образуют внутреннее пространство вертикального корпуса, причем нижняя часть имеет впускной канал для текучей среды, предназначенный для подачи текучей среды в вертикальный корпус, и выпускной канал для текучей среды, предназначенный для выпуска текучей среды из вертикального корпуса; фильтрующий элемент, имеющий наружную часть в сообщении с впускным каналом и внутреннюю часть в сообщении с выпускным каналом, причем нижняя торцевая крышка соединена с выпускным каналом для текучей среды, на верхней торцевой крышке фильтрующего элемента выполнен установочный элемент и через установочный элемент проходит вентиляционный проход, предназначенный для сообщения по текучей среде между внутренней и наружной частями фильтрующего элемента; устройство сопряжения, соединенное с крышкой корпуса.

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.
Наверх