Устройство для разблокирования и ввода поглотителей и/или гасителей для ядерного реактора, содержащее гибкие элементы, и тепловыделяющая сборка, содержащая такое устройство - заявка 2016141479 на патент на изобретение в РФ

1. Устройство для разблокирования и ввода подлежащей вводу сборки в активную зону ядерного реактора, в которой циркулирует хладагент, имеющее продольную ось (X), которая должна быть по существу вертикальной, содержащее часть (F), которая должна быть неподвижной в продольном направлении, и часть (М), которая должна быть подвижной в продольном направлении, при этом часть (F), которая должна быть неподвижной, содержит средства (11) удерживания для удерживания подлежащей вводу сборки (2) в подвешенном положении над активной зоной, при этом указанная подлежащая вводу сборка установлена с возможностью освобождения, по меньшей мере частично, под действием части (М), которая должна быть подвижной, причем часть (М), которая должна быть подвижной, содержит по меньшей мере средства (13) блокирования для блокирования средств (11) удерживания для удерживания в подвешенном положении подлежащей вводу сборки (2), при этом средства (13) блокирования образованы по меньшей мере одной первой поверхностью (31), называемой упорной поверхностью, и средством перемещения указанной упорной поверхности (31) вдоль продольной оси (X), причем указанное средство перемещения образовано оболочкой (19), способной расширяться в продольном направлении иным образом по отношению к части (F), которая должна быть неподвижной, под действием повышения температуры хладагента, при этом упорная поверхность (31) расположена так, что при повышении температуры хладагента указанная упорная поверхность (31) имеет возможность перемещения в осевом направлении в направлении от средств (11) удерживания, причем упорная поверхность (31) находится на расстоянии от средств (11) удерживания, по меньшей мере когда хладагент находится при температуре разблокирования,
при этом средства удерживания содержат по меньшей мере три гибких элемента (20), распределенных вокруг продольной оси и имеющих такую форму, что они образуют седло для концевого элемента подлежащей вводу сборки, причем указанная сборка предназначена для расположения между гибкими элементами,
при этом упорная поверхность (31) расположена относительно гибких элементов (20) так, чтобы предотвращать отделение концевого элемента от удерживающего седла, по меньшей мере пока температура хладагента остается ниже предварительно заданной температуры, составляющей менее температуры разблокирования или равной температуре разблокирования, причем освобождение концевого элемента достигается за счет деформации гибких элементов, и указанная деформация происходит в результате либо расширения оболочки, либо усилия, обусловленного массой подлежащей вводу сборки.
2. Устройство по п. 1, в котором гибкие элементы образуют деформируемое в радиальном направлении удерживающее седло, имеющее форму тюльпана.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором упорная поверхность (31) является поверхностью, расположенной в радиальном направлении снаружи гибких элементов (20).
4. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором гибкие элементы имеют такую жесткость, что они могут перемещаться в радиальном направлении с удалением друг от друга под действием усилия, обусловленного массой подлежащей вводу сборки, в отсутствии упорной поверхности, при этом предварительно заданная температура равна температуре разблокирования.
5. Устройство по п. 4, в котором гибкие элементы имеют толщину в интервале от 0,5 до 1,5 мм.
6. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором гибкие элементы (20) имеют такую жесткость, что они поддерживают подлежащую вводу сборку в отсутствии упорной поверхности (31), при этом предварительно заданная температура строго ниже температуры разблокирования, а часть (М) устройства, которая должна быть подвижной, содержит приводную поверхность (38), выполненную с возможностью перемещения с помощью оболочки и предназначенную для взаимодействия с гибкими элементами (20) так, что они деформируются, перемещаясь с удалением от продольной оси, по меньшей мере при температуре разблокирования.
7. Устройство по п. 6, в котором гибкие элементы имеют толщину в интервале от 2 до 4 мм.
8. Устройство по п. 6 или 7, в котором приводная поверхность (38), является кольцевой поверхностью, образованной продольным концом втулки, присоединенной к нижнему по потоку концу оболочки (19) и к его внутренней части, при этом каждый гибкий элемент (20) содержит участок, наклоненный в сторону продольной оси и предназначенный для перемещения с удалением от продольной оси при взаимодействии с приводной поверхностью.
9. Устройство по любому из пп. 1-7, в котором часть (F), которая должна быть неподвижной, содержит по меньшей мере один цилиндрический участок, по существу коаксиальный продольной оси (X), внутри которого расположена оболочка (19), при этом устройство содержит средства для обеспечения неподвижности в осевом направлении верхнего по потоку конца оболочки и части (F), которая должна быть неподвижной, при этом указанные средства обеспечения неподвижности активируются за счет температуры хладагента.
10. Устройство по п. 9, в котором средства обеспечения неподвижности включают
втулку (21), расположенную между оболочкой (19) и частью (F), которая должна быть неподвижной, и взаимодействующую с оболочкой и указанной частью (F), которая должна быть неподвижной, с помощью множества ребер и канавок.
11. Устройство по любому из пп. 1-10, которое содержит опорную втулку (26), на которой закреплены полоски (20), при этом указанная опорная втулка (26) вставлена в часть (F), которая должна быть неподвижной.
12. Устройство по п. 4 или 5, в котором часть (М), которая должна быть подвижной, содержит управляющую верхнюю часть (18), содержащую упорную поверхность (31), при этом указанная управляющая верхняя часть (18) продолжена оболочкой (19).
13. Устройство по любому из пп. 6-8, в котором часть (М), которая должна быть подвижной, содержит управляющую верхнюю часть (18), содержащую упорную поверхность (31), и приводную поверхность (38), при этом указанная управляющая верхняя часть (18) продолжена оболочкой (19).
14. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором оболочка (19) изготовлена из аустенитной стали, а часть (10), которая должна быть неподвижной, изготовлена из вольфрамового сплава.
15. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором оболочка (19) изготовлена из аустенитной стали, а часть, которая должна быть неподвижной, изготовлена из ферритной или ферритно-мартенситной стали.
16. Система для разблокирования и ввода, содержащая устройство для разблокирования и ввода по любому из пп. 1-15, капсулу (10) с продольной осью, образующую часть (F), которая должна быть неподвижной, и подлежащую вводу сборку (2), при этом указанная капсула (10) имеет цилиндрический корпус с продольной осью, в котором расположена подлежащая вводу сборка (2), и захватную головку (9), с помощью которой можно удерживать систему, при этом устройство для разблокирования и ввода расположено выше по потоку от захватной головки в направлении течения хладагента.
17. Система по п. 16, в которой капсула (10) открыта на уровне ее нижнего конца, что позволяет хладагенту контактировать с оболочкой (19).
18. Система по п. 16 или 17, в которой подлежащая вводу сборка (2) содержит концевой элемент (2.1), расположенный в седле, образованном гибкими элементами (20), при этом форма концевого элемента и конфигурация гибких элементов таковы, что между концевым элементом и седлом существует шаровое соединение.
19. Система по п. 18 в комбинации с пп. 6-8 или 13, в которой концевой элемент (2.1) содержит по меньшей мере одну полусферическую часть, имеющую внешний
радиус, при этом разность между внутренним радиусом седла в недеформированном состоянии и указанным внешним радиусом полусферической части концевого элемента (2.1) больше, чем расстояние между упорной поверхностью (31) и обращенным к ней участком гибких элементов (20).
20. Тепловыделяющая сборка, содержащая корпус с продольной осью, активную зону, свободный центральный объем в активной зоне, проходящий на по меньшей мере части высоты активной зоны от ее верхнего конца, систему (SI) разблокирования и ввода по любому из пп. 16-19, при этом нижний конец капсулы введен в свободный центральный объем, а подлежащая вводу сборка (2) находится в подвешенном состоянии в указанной системе (SI) разблокирования и ввода.
21. Тепловыделяющая сборка по п. 20, которая содержит защитную оболочку (54), окружающую свободный центральный объем (52) и вмещающую нижний конец капсулы (10).
22. Тепловыделяющая сборка по п. 20 или 21, в которой подлежащая вводу сборка (2) содержит по меньшей мере один поглощающий нейтроны элемент и/или «гаситель».
23. Несущая сборка по п. 22, в которой подлежащая вводу сборка (2) содержит множество элементов (4), установленных с возможностью поворота относительно друг друга, при этом один из концевых элементов образует соединительную головку (2.1), взаимодействующую со средствами (11) удерживания устройства (DI) для разблокирования и ввода.
24. Несущая сборка по п. 23, в которой элементы (4) нанизаны на трос (6).
25. Несущая сборка по п. 23 или 24, в которой поглощающие элементы (4) содержат по меньшей мере элементы из первого поглощающего материала и вторые элементы из второго поглощающего материала.
26. Ядерный реактор, содержащий сборки, включающие только стержни с ядерным топливом, и по меньшей мере одну тепловыделяющую сборку по любому из пп. 20-25.
27. Ядерный реактор на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением, содержащий только стержни с ядерным топливом и по меньшей мере одну тепловыделяющую сборку по любому из пп. 20-25.
Наверх