Тепловыделяющая сборка ядерного реактора
Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов с водой под давлением. Тепловыделяющая сборка содержит пучок твэлов, дистанционирующие решетки, трубчатые каналы, нижнюю решетку и хвостовик с ребрами. Нижняя решетка снабжена штырем, а ребра хвостовика снабжены втулкой, причем центральный штырь и втулка соединены неподвижно. Технический результат – создание конструкции тепловыделяющей сборки с нижней решеткой, имеющей жёсткую связь с ребрами хвостовика ТВС, что позволяет уменьшить толщину нижней решетки, а также уменьшить гидравлическое сопротивление на нижнем необогреваемом участке тепловыделяющей сборки. 1 ил.
Область техники
Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов.
Предшествующий уровень техники
Известна тепловыделяющая сборка ядерного реактора ВВЭР-1000, состоящая из пучка твэлов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах каркаса, установленных в нижней решетке с хвостовиком (Патент RU 2079170, МПК G21C 3/32 (2016/01) - принято за прототип.
Основным недостатком прототипа является то, что нижняя решетка имеет жесткое соединение с хвостовиком ТВС только по периметру, при этом снизу опирается на ребра хвостовика. Таким образом, при нагружении осевой силой вверх, что может возникать при операциях извлечения ТВС при заклинивании хвостовика в опоре, или при работе в реакторе в режимах, когда пучок твэлов удлиняется или укорачивается, возможно непроектное деформирование нижней решетки. Для решения данного вопроса увеличена толщина нижней решетки. Это повышает металлоемкость нижней решетки тепловыделяющей сборки и трудоемкость ее изготовления. За счет увеличения высоты проливных отверстий в нижней решетке увеличивается гидравлическое сопротивление на нижнем не обогреваемом участке тепловыделяющей сборки.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и снижение себестоимости изготовления тепловыделяющей сборки.
Техническим результатом изобретения является создание конструкции тепловыделяющей сборки с нижней решеткой, имеющей жесткую связь с ребрами хвостовика ТВС, что позволяет уменьшить толщину нижней решетки, уменьшить гидравлическое сопротивление на нижнем необогреваемом участке тепловыделяющей сборки.
Технический результат обеспечивается тем, что в тепловыделяющей сборке, содержащей пучок твэлов, дистанционирующие решетки, трубчатые каналы, нижнюю решетку и хвостовик с ребрами, согласно изобретению нижняя решетка снабжена штырем, а ребра хвостовика снабжены втулкой, причем центральный штырь и втулка соединены неподвижно.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена тепловыделяющая сборка с нижним необогреваемым участком.
Осуществление изобретения
Тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая пучок твэлов (1), дистанционирующие решетки (2) и трубчатые каналы (3), нижнюю решетку (4) и хвостовик (5) с ребрами (6), снабжена центральным штырем (7), а ребра хвостовика (6) снабжены втулкой (8), причем центральный штырь (7) и втулка (8) соединены неподвижно.
Тепловыделяющую сборку собирают из дистанционирующих решеток (2), трубчатых каналов (3), нижней решетки (4) с центральным штырем (7). Затем в тепловыделяющую сборку устанавливаются пучок твэлов (1), после чего пучок твэлов (1) соединяется с хвостовиком (5), причем центральный штырь (7) устанавливается во втулку (8) хвостовика (5). После обеспечения упора нижнего торца нижней решетки (4) на опорных поверхностях ребер хвостовика (6) центральный штырь (7) приваривается к втулке (8), а уголки нижней решетки (4) привариваются к граням хвостовика (5) аналогично соответствующей приварке в конструкции прототипа.
Устройство работает следующим образом. Центральный штырь нижней решетки с уменьшенной металлоемкостью, закрепленный во втулке хвостовика, обеспечивает формоустойчивость нижней решетки при воздействии весовых, гидравлических и вибрационных нагрузок в ядерном реакторе. Вследствие уменьшения толщины нижней решетки снижается гидравлическое сопротивление на нижнем не обогреваемом участке тепловыделяющей сборки, что позволяет добиться снижения гидравлического сопротивлении всей тепловыделяющей сборки в целом.
Промышленная применимость
Наиболее целесообразно предложенные решения использовать в активных зонах ядерных энергетических реакторов типа ВВЭР для тепловыделяющих сборок с твэлами без закрепления в нижней решетке.
Тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая пучок твэлов (1), дистанционирующие решетки (2), трубчатые каналы (3), нижнюю решетку (4) и хвостовик (5) с ребрами (6), отличающаяся тем, что нижняя решетка (4) снабжена центральным штырем (7), а ребра (6) хвостовика (5) снабжены втулкой (8), причем центральный штырь (7) и втулка (8) соединены неподвижно.
