ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 1997 года по МПК G21C3/33 G21C3/334 

Изобретение относится к тепловыделяющему элементу ядерного реактора согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Подобный тепловыделяющий элемент ядерного реактора является обычно применяемым. В этом тепловыделяющем элементе ядерного реактора направляющая труба на внешней стороне удерживающей платы головки тепловыделяющего элемента сама является удерживающей трубой. В эту удерживающую трубу в ядерном реакторе, охлаждаемом водой под давлением, вдвигается управляющий стержень или измерительный инструмент в тепловыделяющий элемент ядерного реактора [1]
Удерживающая труба свободно проходит как через удерживающую плату головки тепловыделяющего элемента, так и через параллельную плату. Коаксиальная относительно удерживающей трубы накидная труба одним концом жестко приварена на удерживающей плате головки тепловыделяющего элемента и также свободно пронизывает параллельную плату. Концы накидной трубы и удерживающей трубы жестко сварены друг с другом над этой параллельной платой. Головка тепловыделяющего элемента не может быть поэтому удалена от удерживающей трубы, когда для ремонта тепловыделяющего элемента ядерного реактора должен быть заменен тепловыделяющий стержень, в этом случае приходится удалять в целом элемент ядерного реактора.

В основе изобретения лежит задача помочь этому и сделать тепловыделяющий элемент ядерного реактора пригодным для ремонта.

Для решения этой задачи тепловыделяющий элемент ядерного реактора названного вначале типа имеет согласно изобретения признаки отличительной части п.1 формулы изобретения.

В случае этого тепловыделяющего элемента ядерного реактора для съема головки тепловыделяющего элемента стопорение между направляющей трубой, пронизывающей верхнюю сторону параллельной платы, и накидной трубой может быть расцеплено. Противоположно направленные резьбы на накидной трубе и на параллельной плате, с одной стороны, и на направляющей трубе и пронизывающей параллельную плату удерживающей трубе, с другой стороны, представляют собой защиту против проворачивания, которая является эффективной тогда, когда пронизывающая параллельную плату направляющая труба и накидная труба застопорены относительно друг друга.

Зависимые пункты формулы изобретения направлены на предпочтительные формы выполнения тепловыделяющего элемента ядерного реактора.

На фиг.1 показан схематично соответствующий изобретению тепловыделяющий элемент ядерного реактора, вид сбоку; на фиг.2 то же в соответствии с фиг.1, продольное сечение; на фиг.3 направляющая труба и накидная труба тепловыделяющего элемента ядерного реактора согласно фиг.1 и 2, поперечное сечение; на фиг. 4 то же, продольное сечение.

Тепловыделяющий элемент ядерного реактора (фиг.1) предназначен для реактора, охлаждаемого водой под давлением, и содержит хвостовик 2 тепловыделяющего элемента и головку тепловыделяющего элемента, расположенные с зазором друг от друга. Хвостовик 2 тепловыделяющего элемента имеет удерживающую плату 4, а головка 3 тепловыделяющего элемента имеет удерживающую плату 5. Удерживающие платы 4 и 5 являются параллельными друг другу. Между их внутренними сторонами находятся заполненные топливом тепловыделяющие стержни, из которых представлен один тепловыделяющий стержень 6. Этот тепловыделяющий стержень 6 является параллельным продольной оси 7 тепловыделяющего элемента ядерного реактора. Концы стержней имеют зазор от удерживающей платой 4 или соответственно удерживающей платы 5.

Также параллельная продольной оси 7 удерживающая труба 8 имеет продольную ось, которая проходит под прямым углом через удерживающую плату 4 хвостовика 2 тепловыделяющего элемента и удерживающую плату 5 головки 3 тепловыделяющего элемента. На одном конце удерживающая труба 8 удерживается на хвостовике 2 тепловыделяющего элемента, а другим концом на головке 3 тепловыделяющего элемента.

Между внутренними сторонами удерживающих плат 4 и 5 находятся при рассмотрении в плоскостях поперечного сечения тепловыделяющего элемента ядерного реактора в направлении продольной оси 7 тепловыделяющего элемента ядерного реактора с зазором друг от друга решетчатые дистанционирующие проставки 29 (фиг. 1). Удерживающая труба 8 проходит соответственно через одну ячейку решетчатых дистанционирующих проставок 29, и эти решетчатые дистанционирующие проставки 29 удерживаются на удерживающей трубе 8 с геометрическим замыканием. Тепловыделяющий стержень 6 в противоположность этому проходит через другую (также не показанную)ячейку решетчатых дистанционирующих проставок 29 и удерживается силовым замыканием в этой ячейке с помощью радиально действующей пружины, которая находится в этой ячейке на одной ее стенке и прижимает тепловыделяющий стержень 6 относительно двух также находящихся в ячейке на двух других стенках ячейки жестких выступов.

На фиг. 2, на которой одинаковые детали снабжены теми же ссылочными позициями, что и на фиг.1, удерживающая труба 8 на одном конце, на котором она имеет отверстие с только малым поперечным сечением, жестко привинчена на удерживающей плате 4 хвостовика 2 тепловыделяющего элемента.

Головка 3 тепловыделяющего элемента имеет не только удерживающую плату 5, но и над внешней стороной платы 5 тепловыделяющего элемента с зазором от платы 5 тепловыделяющего элемента параллельную плату 9. Эта параллельная плата 9 жестко закреплена выступом 10 на удерживающей плате 5.

Другим открытым концом удерживающая труба 8 пронизывает удерживающую плату 5. На этом конце удерживающая труба 8 имеет внешний выступ 10, прилегающий к внутренней стороне удерживающей платы 5. далее удерживающая труба 8 над внешней стороной удерживающей платы 5 имеет внешнюю резьбу 11, на которую навинчена внутренней резьбой 13 коаксиальная, открытая на обеих концах направляющая труба 12. Таким образом, удерживающая труба 8 жестко привинчена к удерживающей плате 5.

Направляющая труба 12 свободно проходит через параллельную плату 9 и опорную плату 14, которая расположена с зазором от параллельной платы 9 над обращенной от удерживающей платы 5 верхней стороной параллельной платы 9.

Коаксиальная относительно направляющей трубы 12, открытая на обеих концах накидная труба 15 содержит на одном конце внешнюю резьбу 16, которой она свинчена с сопряженной резьбой 17 внутри прохода в параллельной плате 9. Внутренняя резьба 13 на направляющей трубе 12 и внешняя резьба 11 как сопряженная резьба на удерживающей трубе 9 с одной стороны, а также внешняя резьба 16 на накидной трубе 15 и сопряженная резьба 17 на параллельной плате 9 с другой стороны являются противоположно направленными.

Накидная труба 15 с находящейся в ней направляющей трубой 12 свободно пронизывает опорную плату 14, на которую одним концом опирается охватывающая накидную трубу 15 винтовая пружина 18. Другой конец этой винтовой пружины 18 опирается на верхнюю сторону параллельной платы 9. Далее на верхней стороне параллельной платы 9 жестко привинчен стяжной болт 19, который свободно пронизывает опорную плату 14 и имеет на обращенной от параллельной платы 9 верхней стороне опорной платы 14 упорную головку 20 для опорной платы 14. Таким образом, удерживающая плата 5 с параллельной платой 9 головки 3 тепловыделяющего элемента является перемещаемой к опорной плате 14 против пружинящего действия представляющего собой пружину сжатия винтовой пружины 18 так, что на эту опорную плату 14 может воздействовать удерживающая структура в ядре реактора ядерного реактора, охлаждаемого водой под давлением, в которой своим хвостовиком 2 и головкой 3 удерживается тепловыделяющий элемент ядерного реактора.

Как показано на фиг.3 и 4, накидная труба 15 на конце над верхней стороной параллельной платы 9 простирающиеся в продольном направлении накидной трубы 15 окна 21, в которых находится соответственно простирающаяся в аксиальном направлении накидной трубы 15 плоская пружина 22, которая, например, прочно приклепана обеими концами снаружи накидной трубы 15. Эта плоская пружина 22 пронизывает окно 21 радиально внутрь и входит там на конце направляющей трубы 12 над параллельной платой 9 в открытую продольную прорезь 23 так, что накидная труба 15 и направляющая труба 12 застопорены относительно друг друга против проворачивания.

Гаечный ключ, который входит в продольные прорези 23 на направляющей трубе 12, может быть вставлен в эту направляющую трубу 12. Этот гаечный ключ отжимает плоскую пружину 22 через окно 21 наружу и снимает таким образом стопорение накидной трубы 15 с направляющей трубой 12. Направляющая труба 12 может тогда быть беспрепятственно отвинчена от удерживающей трубы 8 и головка 3 тепловыделяющего элемента 3 может быть снята с этой удерживающей трубы.

Сущность изобретения: пригодный для проведения ремонта тепловыделяющий элемент ядерного реактора содержит удерживающую трубу, которая одним концом проходит через удерживающую плату головки тепловыделяющего элемента и внешним выступом прилегает к внутренней стороне удерживающей платы. Тепловыделяющий элемент содержит также направляющую трубу, которая жестко привинчена с помощью резьбы к удерживающей трубе над внешней стороной удерживающей платы. Направляющая труба далее свободно проходит через жестко и с зазором закрепленную над внешней стороной удерживающей платы параллельную плату. Накидная труба, снабженная резьбой, противоположно направленной относительно резьбы на направляющей трубе, и коаксиальная относительно направляющей трубы, жестко привинчена к параллельной плате на ее стороне и застопорена с возможностью расщепления и с геометрическим замыканием с направляющей трубой для защиты от прокручивания вокруг общей продольной оси. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Тепловыделяющий элемент (твэл) ядерного реактора с имеющей удерживающую плату головкой твэла и с также имеющим удерживающую плату хвостовиком твэла, а также с заполненными ядерным топливом тепловыделяющими стержнями, которые находятся между внутренними сторонами обеих удерживающих плат, и со следующими другими признаками: параллельная плата жестко и с зазором закреплена над внешней стороной удерживающей платы головки твэла на удерживающей плате, удерживающая труба, продольная ось которой пронизывает под прямым углом обе удерживающие платы, одним концом закреплена на удерживающей плате хвостовика твэла, а другим концом проходит через удерживающую плату головки твэла, находящаяся на внешней стороне удерживающей платы головки твэла направляющая труба установлена на пронизывающей удерживающую плату удерживающей трубе и проходит свободно через параллельную плату, направляющей трубе придана коаксиальная накидная труба, которая на обращенной от внешней стороны удерживающей платы головки твэла верхней стороне параллельной платы соединена с направляющей трубой и которая удерживает направляющую трубу на головке твэла, отличающийся тем, что удерживающая труба имеет прилегающий к внутренней стороне удерживающей платы головки твэла внешний выступ, направляющая труба снабжена резьбой и жестко привинчена к сопряженной резьбе на удерживающей трубе, накидная труба снабжена резьбой и жестко привинчена к сопряженной резьбе, находящейся на параллельной плате, резьба на накидной трубе и сопряженная резьба на параллельной плате являются противоположно направленными относительно резьбы на направляющей трубе и относительно резьбы на пронизывающей параллельную плату удерживающей трубе и направляющая труба и накидная труба для защиты от прокручивания вокруг общей продольной оси застопорены одна с другой с возможностью расцепления и с геометрическим замыканием. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что внешний выступ на удерживающей трубе является внешним фланцем. 3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что накидная труба и направляющая труба застопорены размещенной на накидной трубе, проходящей в осевом направлении плоской пружиной, которая проходит радиально через окно в накидной трубе в выходящую от конца над верхней стороной параллельной платы продольную прорезь в направляющей трубе.