СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСТАНЦИОНИРУЮЩЕЙ РЕШЕТКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК G21C3/34 G21C21/00 

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих сборок (ТВС) для ядерного реактора, в частности при проведении ремонтных операций дистанционирующих решеток (ДР) ТВС.

Конструкция дистанционирующей решетки включает набранное из ячеек поле, замкнутое в шестигранный обод. Одним из основных геометрических размеров ДР, определяющих работоспособность ТВС, является диаметр окружности, вписанной в ячейку под тепловыделяющий элемент между ее внутренними выступами, прочно с натягом фиксирующими пропущенные сквозь ячейки тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) (см. Разработка, производство и эксплуатация ТВЭЛов энергетических реакторов, книга 1, под редакцией Ф.Г.Решетникова, М., Энергоатомиздат, 1995 г, с.187). Точное выполнение вписанного диаметра ячеек необходимо для обеспечения фиксации тепловыделяющих элементов в дистанционирующей решетке. При прослабленной сборке тепловыделяющих элементов в ячейки дистанционирующей решетки в ядерном реакторе возможна фреттинг-коррозия и вследствие этого возможно саморазрушение оболочки тепловыделяющего элемента, а при сборке с усиленным натягом тепловыделяющих элементов в ячейки дистанционирующей решетки возможно повреждение оболочки из циркониевого сплава при сборке, что вызовет в месте повреждения язвенную коррозию и разгерметизацию тепловыделяющего элемента.

При изготовлении дистанционирующих решеток не исключается вероятность отклонений геометрических размеров, а следовательно, и необходимость проведения ремонта с целью обеспечения всех необходимых требований.

Известен способ изготовления дистанционирующей решетки из циркониевого сплава, включающий изготовление шестигранного обода и ячеек с внутренними выступами, размещение в нем и закрепление точечной сваркой между собой и к ободу ячеек с последующим отжигом дистанционирующей решетки и ее контролем при помощи шаров-калибров и, при необходимости, дорнование или обжим ячеек (см. Патент Российской Федерации RU 2244348 С2 от 2003.03.07, опубликован 2005.01.10 - прототип).

Известны способ и устройство дорнования отверстий, заключающиеся в протягивании инструмента при приложении к нему внешней силы через обрабатываемое отверстие, имеющее несколько меньшие размеры по сравнению с размерами самого инструмента, при этом диаметр отверстия увеличивается за счет пластических деформаций, а чистота по поверхности повышается. Инструмент для дорнования содержит цилиндрический калибратор диаметром больше диаметра окружности, вписанного в ячейку дистанционирующей решетки между ее пуклями, и рукоятку (см. Проскуряков Ю.Г. и др. Объемное дорнование отверстий. М.: Машиностроение, 1984, с.9 - прототип).

Недостатком этих способов и устройства является то, что обработка отверстия выполняется протягиванием дорна через это отверстие, в связи с чем затруднена обработка отверстий вручную, с расположением изделий на столе, так как под изделием необходимо иметь достаточное пространство для выхода инструмента и прилагать значительные осевые усилия, что может привести к искривлению дистанционирующей решетки.

Технической задачей изобретения является обеспечение выполнения дорнования вписанных диаметров ячеек дистанционирующих решеток вручную, а именно обеспечение доработки отверстий с одной стороны дистанционирующей решетки без приложения осевого усилия к инструменту.

Эта техническая задача решается тем, что в способе изготовления дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора, включающем изготовление шестигранного обода и ячеек с внутренними выступами, размещение ячеек в ободе и закрепление их точечной сваркой между собой и к ободу, последующий отжиг дистанционирующей решетки и контроль при помощи шаров-калибров, дорнование или обжим ячейки по результатам контроля, согласно изобретению дорнование ячеек производят при помощи цилиндрического калибратора, для чего помещают калибратор в ячейку на всю ее высоту, свободно, без усилий за счет имеющихся на рабочих частях калибратора лысок - обнижений в местах расположения выступов - пуклей ячейки, после этого калибратор поворачивают вокруг своей оси, приводя рабочие части калибратора во взаимодействие с выступами ячейки. Повороты калибратора осуществляют до тех пор, пока рабочие части калибратора не прекратят взаимодействия с выступами ячейки и не выйдут из контакта с ними, затем калибратор свободно вынимают из ячейки. Таким образом происходит увеличение вписанного диаметра ячейки.

Поставленная техническая задача решается также тем, что в устройстве для изготовления дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора, содержащем цилиндрический калибратор диаметром больше диаметра окружности, вписанной в ячейку дистанционирующей решетки между ее выступами, и рукоятку, согласно изобретению по всей длине калибратора параллельно его оси выполнены обнижения - лыски, количество которых соответствует количеству выступов в ячейке дистанционирующей решетки, при этом диаметр вписанного цилиндра калибратора, построенного касательно к его лыскам, меньше диаметра окружности, вписанной в ячейку дистанционирующей решетки между ее выступами, рукоятка закреплена на одном торце калибратора перпендикулярно его оси, а на другом торце калибратора выполнен конусный паз.

Использование способа и устройства для его осуществления позволяет выполнять дорнование вписанных диаметров ячеек дистанционирующих решеток вручную, а именно обеспечить доработку отверстий с одной стороны дистанционирующей решетки без приложения осевого усилия к калибратору, исключить прогиб дистанционирующей решетки, дополнительно позволят направленно удалять шар-калибр из ячейки.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На чертежах представлен способ изготовления дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора и устройство для его осуществления:

фиг.1 - порядок осуществления способа изготовления дистанционирующей решетки (дорнование ячейки);

фиг.2 - устройство для изготовления (дорнования ячейки);

фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.

Размеры ячейки 1 контролируются шаром-калибром 2. Калибратор 3 имеет лыски 4, находящиеся против выступов - пуклей 5 ячейки 1. На одном из торцов калибратора 3 выполнен конусный паз 6. Рукоятка 7 закреплена на другом торце калибратора 3 перпендикулярно его оси 8. Рабочие части 9 калибратора, контактируя при осуществлении способа с выступами 5, увеличивают вписанный диаметр ячейки 10, размер которого меньше размера диаметра 11 цилиндрического калибратора 3, а диаметр 12 вписанного цилиндра, построенного касательно к лыскам 4 калибратора 3, меньше вписанного диаметра 10 обрабатываемой ячейки 1.

Способ осуществляется, а устройство работает следующим образом.

В случае зависания проходного шара-калибра 2 в ячейке 1 в нее помещают калибратор 3 так, что лыски 4 находятся напротив пуклей 5 ячейки 1, при этом конусным пазом 6 выталкивают шар-калибр 2, затем при помощи рукоятки 7 поворачивают калибратор 3 вокруг своей оси 8, рабочие части 9 калибратора 3 входят в контакт с пуклями 5 ячейки 1 и производят увеличение диаметра 10, калибратор 3 поворачивают до тех пор, пока его рабочие части 9 не выйдут из контакта с пуклями 5 ячейки 1, затем калибратор 3 свободно вынимают из ячейки 1.

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих сборок (ТВС) для ядерного реактора, в частности при проведении ремонтных операций дистанционирующих решеток (ДР) ТВС. Способ изготовления ДР ТВС включает изготовление шестигранного обода и ячеек с внутренними выступами, размещение ячеек в ободе и закрепление их точечной сваркой между собой и к ободу. Затем ДР отжигают, контролируют ей ячейки при помощи шаров-калибров, дорнируют или обжимают ячейки по результатам контроля. Для дорнования ячеек используют цилиндрический калибратор. Его помещают в ячейку ДР на всю ее высоту без усилия. Калибратор поворачивают вокруг своей оси. Рабочие части калибратора при этом взаимодействуют с выступами ячейки. Повороты калибратора осуществляют, пока рабочие части калибратора выйдут из контакта с выступами ячейки. Устройство для изготовления ДР ТВС содержит цилиндрический калибратор и рукоятку. Диаметр калибратора больше диаметра окружности, вписанной в ячейку дистанционирующей решетки между ее выступами. По всей длине калибратора параллельно его оси выполнены лыски. Количество лысок соответствует количеству выступов в ячейке ДР. Диаметр построенного касательно к лыскам калибратора цилиндра меньше диаметра окружности, вписанной в ячейку ДР. Рукоятка закреплена на одном торце калибратора перпендикулярно его оси. На другом торце калибратора выполнен конусный паз. Изобретение позволяет выполнять дорнование ячеек ДР вручную, исключить прогиб дистанционирующей решетки и направленно удалять шар-калибр из ячейки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ изготовления дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора, включающий изготовление шестигранного обода и ячеек с внутренними выступами, размещение ячеек в ободе и закрепление их точечной сваркой между собой и к ободу, последующий отжиг дистанционирующей решетки и контроль при помощи шаров-калибров, дорнование или обжим ячейки по результатам контроля, отличающийся тем, что для дорнования ячеек используют цилиндрический калибратор, помещают его в ячейку дистанционирующей решетки на всю ее высоту без усилия, приводят рабочие части калибратора во взаимодействие с выступами ячейки поворотом калибратора вокруг своей оси, при этом повороты калибратора осуществляют до тех пор, пока рабочие части калибратора не прекратят взаимодействия с выступами ячейки и не выйдут из контакта с ними, затем калибратор свободно вынимают из ячейки.

2. Устройство для изготовления дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора, содержащее цилиндрический калибратор, диаметр которого больше диаметра окружности, вписанной в ячейку дистанционирующей решетки между ее выступами, и рукоятку, отличающееся тем, что по всей длине калибратора параллельно его оси выполнены лыски, количество которых соответствует количеству выступов в ячейке дистанционирующей решетки, при этом диаметр вписанного цилиндра калибратора, построенного касательно к его лыскам, меньше диаметра окружности, вписанной в ячейку дистанционирующей решетки между ее выступами, рукоятка закреплена на одном торце калибратора перпендикулярно его оси, а на другом торце калибратора выполнен конусный паз.