Кассета ядерного реактора

Кассета ядерного реактора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. саид-ву— (22) Заявлено 100572 (21) 1782317/26-25

Союз Советских

Социалистических

11еспублик (it>468565 (51)M. Кл.2

G 21 С 3/00 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР

Ао делам изобретени Й и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.1 279 Бюллетень Йо47

Дата опубликования описания 28.1279 (53) УДК 621 039 5 (088.8) В.Ф. Зеленский, С.A. Сиволоб, A A. Бабичев, A.Ã. Лаврук, М.A. Воробьев, Ю.A. Линник и А.С. Давиденко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КАССЕТА ЯДЕРНОГО PEAKTOPA

Изобретение относится к ядерным реакторам и может найти применение в области ядерной энергетики.

Известны конструкции кассет для ядерных реакторов, состоящие из пучка стержневых тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), покрытых защитной оребренной оболочкой. Сердечник указанных элементов изготовлен из металлического горючего (урана, плутония) . В кассетах ТВЭЛы расположены, как правило, параллельно и дистанционированы один от другого дистанционирующими элементами (муфтами).

K дистанционирующим муфтам предь- 15 являются следующие требования: они должны с необходимой точностью устанавливать ТВЭЛы и сохранять их местоположение в кассете в течение всей работы кассеты в реакторе, предотвра-20 щать ТВЭЛы от искривления и выталки" вания их с места, сохранять свои размеры в течение всей кампании работы кассеты; материал дистанционирующей муфты должен иметь малое сечение захвата нейтронов.

Известна кассета с концентрически размещеннЬми рядами ТВЭЛ. Дистанционирующий элемент муфта) представляет собой неправильный четырехуголь-30 ник с центральным кольцом и сторона-. ми, окаймляющими соседние ТВЭЛы.

Однако в такой кассете .фиксация

ТВЭЛов соседних рядов приводит к возникйовению напряжений вследствие радиационных и гидродинамических изменений; повышенное гидравлическое сопротивление кассеты приводит также к повышенным напряжениям в элементах конструкции кассеты.

Цель изобретения — повысиTb на— дежность кассеты в процессе работы.

Это достигается применением дистанционирующей муфты, которая представляет собой в поперечнсм сечении неправильный четырехугольник с незамкнутьм внутренним кольцом, диаметр которого равен диаметру кольцевой проточки, выполненной в оребрении защитной оболочки ТВЭЛов, две противоположные стороны четырехугольника выполнены в виде вогнутых .внутрь четырехугольника частей цилиндрических поверхностей диаметром, равным наружному диаметру оболочки ТВЭЛов, а две другие стороны выполнены в виде частей,концентрических цилиндрических поверхностей диаметрсм, равным внутреннему диаметру наружного и внешнему диаметру внутреннего концентри468565 ческих рядов ТВЭЛов, смежных с к он. цен тричес к им р ядом, в к от ором н ах одится ТВЭЛ с установленной на нем муфтой, причем муфта снабжена фиксатором для закрепления кольца муфты в кольцевой проточке тепловыделяющего элемента.

На фиг ° 1 показан вариант кассеты с 4 концентрическими, в данном случае кольцевыми, рядами ТВЭЛов, поперечное сечение; на фиг. 2 — поперечное сечение кассеты, у которой муфты надеты на ТВЭЛы 1-го и 3-ro рядов; на фиг. 3 — конструкция дистанционирующей муфты; на фиг . 4 — то же с фик-15 сатором на одной из сторон четырехугольника.

Пучок ТВЭЛов расположен в экранной трубе 1 кассеты. Муфты 2 надеты на ТВЭЛы кольцевых рядов через один

ТВЭЛ в данном кольцевом ряду. В правой части сечения кассеты показано, что муфты надеты в следующей по высоте плоскости поперечного сечения кассеты в тех же кольцевых рядах

ТВЭЛов, но на ТВЭЛы, на которые в йредыдущем сечении кассеты муфты не надевались.

Экранная труба 1 выполнена, как правило, из циркониевого сплава.

ТВЭЛы дистанционированы один -относительно другого муфтами, устанавливае-. мыми в кольцевых проточках 3 ТВЭЛов с защитным покрытием 4 и сердечником

5. К стороне четырехугольника б прикреплена ножка 7, а ножка 8 внутреннего кольца 9 свободна.

Дистанционирующая муфта выполнена в вщ1е жесткого каркаса иэ цельной ленты конструкционного материала, например цирк они я или .его с плав ов, и в 40 поперечном сечении представляет собой неправильный четырехугольник с незамкнутым кольцом 9 внутри диамет".ром, равным кольцевой проточке на

ТВЭЛе. Две боковые стороны 10 четы- 45 рехугольника выполняются в виде вогнутых внутрь частей цилиндрических поверхностей диаметром, равным наруж ному диаметру оболочки тепловыделяющего элемента и служат для дистанцио- 5О нирования ТВЭЛов, расположенных в,том же кольцевом ряду, что и ТВЭЛ, на который надета муфта ° Две другие стороны

Муфты для дистанционирования в кассепе смежных кольцевых рядов ТВЭЛ выполнены в виде частей концентричес55 ких цилиндрических поверхностей диаметрсы, равным соответственно внутреннему диаметру наружного кольцевого ряда ТВЭЛов Дв и наружному диаметру. внутреннего кольцевого ряда ТВЭЛов бО

Дн, т.е. рядов, смежных с кольцевым рядом, в которсм находится ТВЭЛ с ус тановленной на нем муфтой. Каркас муфты снабжен фиксатором для закрепления кольца муфты в проточке ТВЭЛа. 65

Кольца в проточке TB3JIa можно фикс иоовать различными способами.

На фиг . 3 и 4 показаны два иэ возМожных варианта фиксации муфты иа

ТВЭЛе.

В первом варианте (см. Фиг. 3) ножка 8 кольца и нижняя часть 11 кольца сварены контактной точечной сваркой соответственно с наружной б и внутренней 12 сторонами муфты, таким образом получается необходимый жесткий каркас. Ножка 7 свободна; отводится в сторону при надевании муфты на ТВЭЛ. Для закрепления муфты на

ТВЭЛе кольцо 9 вводят в проточку, ножка 7 плотно прижимается к защитной оболочке и фиксируется загибом усилка 13, выполненного просечкой на наружной стороне муфты.

В другой модификации, (см, Фиг. 4) ножка 7 приварена к наружной стороне муфты, так же как и нижняя часть кольца, а ножка 8 свободная. При надевании муфты на ТВЭЛ ножка 8 подводится к ножке 7 и загиб 14 выводится иэ зацепления, после чего ножка 8 отводится в сторону. Для фиксации муфты на ТВЭЛе необходимо ввести кольцо 9 в проточку и защелкнуть загиб

14, Муфты устанавливаются в плоскостях поперечного сечения кассеты в данном концентрическом ряду ТВЭЛов через один ТВЭЛ, а в концентрических рядах ТВЭЛов — через один ряц (см. Фиг. 1 и 2), в смежных сечениях по высоте кассеты муфты устанавливаются в тех же кольцевых рядах, но на ТВЭЛах, на которые в предыдущем сечении муфты не устанавливались (см. Фиг. 1 и 2 правую часть сечения). Число рядов муфт по высоте кассеты и их место установки определяются в зависимости от длины ТВЭЛов и опасных мест вибрации.

Таким образом достигается надежное дистанционирование ТВЭЛов в кассете, а также простое и надежное закрепление муфт на ТВЭЛах с любым защитным покрытием.

Кассета обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, так как сечение для прохода теплоносителя менее загорожено вспомогательными деталями °

Такая конструкция кассеты наиболее успешно может быть применена в реакторах на природнсм уране, например КС-150 (Атомная электростанция

ВогуницЕ). В таких реакторах сердечник ТВЭЛов выполняется иэ металлического урана, очехлованного ребристой защитной оболочкой из магниевого сплава.

Гидродинамические испытания предлагаемой кассеты при параметрах реактора КС-1 50 подтвердили ee хорошую работоспособность и снижение ляг с

I идравлического сопротивления кассеты.

Формула изобретения кассета ядерного реактора, содержащая равномерно расположенные рядами тепловыделяющие элементы,. дистан ционируемые один относительно другого с помощью муФт, в поперечном сечении представляющих собой четырехугольник с внутренним центральным кольцом, надетьм на тепловыделяюший элемент, о тли ча юща яс я тем, что, с целью повышени я надежности кассеты, одна пара противоположных сторон четырехугольника выполнена в виде вогнутых внутрь частей цилиндрических поверхностей диаметром, равным наружному диаметру оболочки тепловыделяющего элемента, другая пара сторон касается тепловыделяющих элементов соседних рядов.

Составитель В. Мурогов

Редактор Е. Зеленцова Техред З.Фанта Корректор Н. 1 op»>

Заказ 8092/4

Тираж 516 Подписное

ЦНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4