Способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора

Авторы патента:

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

G21C21/02 - изготовление топливных или воспроизводящих элементов в неактивных оболочках

Владельцы патента RU 2636931:

Потапов Юрий Васильевич (RU)

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов. На трубчатой оболочке выполняют первый кольцевой гофр, вводят в оболочку нижний отражатель, фиксируют его вторым кольцевым гофром, оснащают трубчатую оболочку таблетками делящегося материала, с учетом КТР столба таблеток, наносят третий кольцевой гофр, устанавливают верхнюю концевую деталь, совмещенную с отражателем, и производят аргонно-дуговую сварку с трубчатой оболочкой, вакуумируют, заполняют гелием компенсационный объем, устанавливают нижнюю концевую деталь и производят аргонно-дуговую сварку кольцевого шва. Заключительной операцией на готовый твэл наносят продольные гофры на участке между вторым и третьим кольцевыми гофрами. Изобретение позволяет упростить выполняемые операции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов ядерного реактора.

Известен способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора контейнерного типа, включающий оболочку, компенсационный объем, нижний отражатель, сердечник из таблеток делящегося материала, верхний отражатель, разрезной втулочный фиксатор и концевые детали, см. Г.Н. УШАКОВ, «Технологические каналы и тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1981, с. 29-36 и в описании изобретения к патенту по заявке №94028868/25 от 02.08.1994 г. под названием «Автоматизированная линия сборки твэл для энергетических ядерных реакторов».

Недостатками такого способа сборки тепловыделяющего элемента являются большое количество и сложность выполняемых операций.

Задача изобретения состоит в устранении этих недостатков.

Поставленная задача решается путем выполнения на трубчатой оболочке первого кольцевого гофра, введения в трубчатую оболочку нижнего отражателя, его фиксации вторым кольцевым гофром, оснащения трубчатой оболочки таблетками делящегося материала, нанесения третьего кольцевого гофра с учетом КТР столба таблеток делящегося материала, установки и аргонно-дуговой сварки с трубчатой оболочкой верхней концевой детали, совмещенной с верхним отражателем, вакуумирования и заполнения гелием компенсационного объема, установки и аргонно-дуговой сварки нижней концевой детали.

После нанесения второго кольцевого гофра в трубчатую оболочку может быть дополнительно введена вставка, например, из молибдена, ориентированная вдоль оси.

Заключительной операцией способа является выполнение продольных гофров на участке между вторым и третьим кольцевыми гофрами.

Реализация предлагаемого способа показана на примере чертежа продольного и поперечного разреза тепловыделяющего элемента.

Тепловыделяющий элемент содержит: трубчатую оболочку 1, компенсационный объем 2, нижний отражатель 3, сердечник из таблеток 4 делящегося материала, верхнюю 5, совмещенную с отражателем, и нижнюю 6 концевые детали, три кольцевых гофра 7, 8, 9 и продольные гофры 10.

Реализацию способа осуществляют с нанесением на трубчатую оболочку 1 кольцевого гофра 7, вводят в оболочку нижний отражатель 3, фиксируют его положение кольцевым гофром 8, трубчатую оболочку оснащают таблетками 4 делящегося материала, с учетом КТР делящего материала выполняют кольцевой гофр 9, устанавливают верхнюю концевую деталь 5 и производят аргонно-дуговую сварку кольцевого шва, осуществляют вакуумирование и заполнение гелием компенсационного объема 2, устанавливают нижнюю концевую деталь 6 и производят аргонно-дуговую сварку с трубчатой оболочкой 1, а на участке между кольцевыми гофрами 8 и 9 наносят не менее трех продольных гофров 10.

После нанесения кольцевого гофра 8 в трубчатую оболочку 1 может быть дополнительно введена вставка, например, из молибдена, ориентированная вдоль оси, перекрывающая высоту столба таблеток 4 делящегося материала.

1. Способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора, включающий трубчатую оболочку, компенсационный объем, нижний отражатель, таблетки делящегося материала, нижнюю и верхнюю концевые детали, отличающийся тем, что на трубчатой оболочке, между нижним отражателем и компенсационным объемом, наносят первый кольцевой гофр, в трубчатую оболочку вводят: нижний отражатель, фиксируют положение нижнего отражателя вторым кольцевым гофром, вводят таблетки делящегося материала, с учетом КТР столба таблеток делящегося материала, наносят третий кольцевой гофр, в трубчатую оболочку устанавливают верхнюю концевую деталь, производят сварку кольцевого шва, вакуумируют и заполняют гелием полость трубчатой оболочки, устанавливают нижнюю концевую деталь и производят сварку кольцевого шва.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в нем после нанесения второго кольцевого гофра в трубчатую оболочку вводят вставку, ориентированную вдоль оси, например, из молибдена.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что на трубчатую оболочку между вторым и третьим гофром наносят «n» продольных гофров, где «n» - целое число больше двух.

Изобретение относится к дистанционирующей решетке, применяемой в тепловыделяющих сборках (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР. Заявленная дистанционирующая решетка содержит шестигранный обод с закрепленным в нем полем шестигранных ячеек, снабженных внутренними выступами, выполненным из одного листа таким образом, что у сформованных ячеек сгибы и просечки под ячейки по одному ряду ячеек размещены с одной торцевой стороны дистанционирующей решетки, а по примыкающему к нему параллельному ряду ячеек сгибы и просечки под ячейки размещены с другой торцевой стороны дистанционирующей решетки.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора // 2627307

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). Анти-debris фильтр предлагаемой ТВС выполнен в виде толстой плиты, имеющей конусообразную форму со стороны входа теплоносителя с тупым углом при вершине, направленной навстречу потоку теплоносителя, на периферии которой выполнена кольцевая проточка, образующая совместно с внутренней поверхностью хвостовика кольцевое углубление, несколько концентричных относительно продольной оси тепловыделяющей сборки рядов равномерно расположенных в окружном направлении каналов для прохода теплоносителя, изогнутых в окружном направлении до обеспечения непрозрачности фильтра в направлении продольной оси тепловыделяющей сборки, и плоскую форму со стороны выхода теплоносителя.

Способ получения смешанных оксидов урана и плутония // 2626854

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано при переработке отработавшего ядерного топлива и производстве смешанного уран-плутониевого топлива.

Способ контроля оксидов урана u3o8 и uo2 на примеси // 2605456

Изобретение относится к области изготовления ядерного оксидного уранового топлива, может быть использовано для определения качества однокомпонентных оксидов урана U3O8 и UO2 в заводских условиях.

Микротвэл ядерного реактора // 2578680

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к микросферическому топливу с керамическими защитными покрытиями, и может быть использовано в ядерных реакторах, применяемых как для транспорта, так и в стационарных энергоустановках, в частности в сверхвысокотемпературных реакторах космического применения.

Способ изготовления керамической трубки для оболочки тепловыделяющего элемента // 2575863

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к процессам создания высокотемпературных карбидокремниевых композиционных материалов, которые могут быть использованы в производстве керамических трубок для оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) и других узлов тепловыделяющей сборки.

Таблетка ядерного топлива с повышенной теплопроводностью и способ ее изготовления // 2575015

Изобретение относится к топливным элементам ядерных реакторов и их блокам, в частности к составу твердых керамических топливных элементов на основе диоксида урана.

Шахта стыковки камеры разделки отработавших твэлов с транспортным контейнером // 2568814

Изобретение относится к атомной технике, в частности к устройствам отделения разделки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) на АЭС. В шахте стыковки камеры разделки отработавших твэлов с транспортным контейнером установлена передаточная камера, выполненная в виде прямоугольной камеры с тремя секциям по высоте.

Мишень для получения изотопов // 2568559

Заявленное изобретение относится к мишени для получения изотопов. Заявленная мишень (30) может включать в себя стенку внешнего диаметра (32) и стенку внутреннего диаметра (34).

Микротвэл ядерного реактора // 2567507

Изобретение относится к области использования ядерной энергии, с применением в качестве топлива микросферических кернов ядерного материала с защитными слоями из керамических покрытий.

Способ изготовления микротвэлов ядерного реактора // 2603358

Изобретение относится к производству микротвэлов ядерного реактора. Способ изготовления микротвэлов включает последовательное осаждение на топливные микросферы пиролизом смеси газов в кипящем слое защитных слоев покрытия.

Способ герметизации тепловыделяющих элементов ядерного реактора с оболочкой из высокохромистой стали // 2603355

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение при изготовлении тепловыделяющих элементов (твэлов) для атомных реакторов. Способ герметизации твэлов включает аргонодуговую сварку оболочки с заглушкой из высокохромистой стали, снаряжение твэла топливом, приварку к другому концу оболочки второй заглушки, термообработку сварных соединений.

Способ изготовления микротвэлов ядерного реактора // 2603020

Изобретение относится к области ядерной энергии, в частности к производству микротвэлов. Последовательно осаждают на топливную микросферу пиролизом смеси газов в кипящем слое низкоплотный, высокоплотный, слой карбида кремния и наружный высокоплотный слои покрытий.

Ядерное топливо и способ его изготовления // 2601866

Изобретение относится к ядерному топливу. Ядерное топливо содержит объем ядерного топливного материала, ограниченный поверхностью.

Способ сборки тепловыделяющего элемента ядерного реактора // 2588609

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к сборке стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), и может быть использовано в ядерных реакторах разного типа.

Способ изготовдения твэла ядерного реактора // 2576659

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора. Изготовление твэла ядерного реактора осуществляют в два этапа.

Способ насыщения пористых заготовок оксидами металлов // 2568425

Изобретение относится к атомной промышленности и гидрометаллургии и может быть использовано, например, для получения уран-графитовых тепловыделяющих элементов (твэл) или композиционных высокотемпературных материалов методом пропитки пористых материалов (графит, металлы, оксиды металлов и т.п.) растворами солей и последующей термообработки.

Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов // 2548008

Устройство относится к изготовлению тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора. Устройство снаряжения фольгой оболочки твэла содержит валики, ложемент, штангу с цилиндром, губки и узел формирования отбортовки на фольге.

Способ получения тепловыделяющего элемента высокотемпературного ядерного реактора // 2539352

Изобретение относится к технологии изготовления тепловыделяющих элементов для высокотемпературных ядерных реакторов. Способ включает изготовление матрицы на основе пластин(2) из углеродных материалов, в которых выполнены посадочные места с заложенными в них микротвэлами (1) с защитными покрытиями.

Способ дистанционирования твэлов в тепловыделяющей сборке // 2528952

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих сборок ядерного реактора (ТВС), в частности к дистанционированию тепловыделяющих элементов (твэлов). Способ дистанционирования твэлов в рабочей сборке ядерного реактора включает следующие операции: проволоку различного поперечного сечения навивают в спираль виток к витку, растягивают до требуемого диаметра, отжигают, рассекают на отрезки штатной длины, а отрезки спирали размещают между смежными твэлами внешнего и внутренних рядов рабочей сборки.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора // 2639711

Изобретение относится к тепловыделяющей сборке (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). В заявленной тепловыделяющей сборке нижняя решетка, подпирающие ребра и соединительные элементы нижней решетки с хвостовиком выполнены с помощью аддитивной технологии в виде одной детали, имеющей отверстия для прохода теплоносителя криволинейной формы, расположенные равномерно относительно осей круглых отверстий, изогнутые в окружном направлении до обеспечения их непрозрачности в направлении продольной оси тепловыделяющей сборки, и соединенной с хвостовиком посредством сварки. Хвостовик также может быть также выполнен с использованием аддитивной технологии из нержавеющей стали. Техническим результатом является надежность работы конструкции ТВС с НРФ лабиринтного типа, обладающей повышенной эффективностью по отношению к улавливанию debris-предметов прямолинейной формы и плоских пластин любой длины, имеющих толщину менее 2 мм. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.