СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2017 года по МПК G21C21/02 G21C3/00 

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов ядерного реактора.

Известен способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора контейнерного типа, включающий оболочку, компенсационный объем, нижний отражатель, сердечник из таблеток делящегося материала, верхний отражатель, разрезной втулочный фиксатор и концевые детали, см. Г.Н. УШАКОВ, «Технологические каналы и тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1981, с. 29-36 и в описании изобретения к патенту по заявке №94028868/25 от 02.08.1994 г. под названием «Автоматизированная линия сборки твэл для энергетических ядерных реакторов».

Недостатками такого способа сборки тепловыделяющего элемента являются большое количество и сложность выполняемых операций.

Задача изобретения состоит в устранении этих недостатков.

Поставленная задача решается путем выполнения на трубчатой оболочке первого кольцевого гофра, введения в трубчатую оболочку нижнего отражателя, его фиксации вторым кольцевым гофром, оснащения трубчатой оболочки таблетками делящегося материала, нанесения третьего кольцевого гофра с учетом КТР столба таблеток делящегося материала, установки и аргонно-дуговой сварки с трубчатой оболочкой верхней концевой детали, совмещенной с верхним отражателем, вакуумирования и заполнения гелием компенсационного объема, установки и аргонно-дуговой сварки нижней концевой детали.

После нанесения второго кольцевого гофра в трубчатую оболочку может быть дополнительно введена вставка, например, из молибдена, ориентированная вдоль оси.

Заключительной операцией способа является выполнение продольных гофров на участке между вторым и третьим кольцевыми гофрами.

Реализация предлагаемого способа показана на примере чертежа продольного и поперечного разреза тепловыделяющего элемента.

Тепловыделяющий элемент содержит: трубчатую оболочку 1, компенсационный объем 2, нижний отражатель 3, сердечник из таблеток 4 делящегося материала, верхнюю 5, совмещенную с отражателем, и нижнюю 6 концевые детали, три кольцевых гофра 7, 8, 9 и продольные гофры 10.

Реализацию способа осуществляют с нанесением на трубчатую оболочку 1 кольцевого гофра 7, вводят в оболочку нижний отражатель 3, фиксируют его положение кольцевым гофром 8, трубчатую оболочку оснащают таблетками 4 делящегося материала, с учетом КТР делящего материала выполняют кольцевой гофр 9, устанавливают верхнюю концевую деталь 5 и производят аргонно-дуговую сварку кольцевого шва, осуществляют вакуумирование и заполнение гелием компенсационного объема 2, устанавливают нижнюю концевую деталь 6 и производят аргонно-дуговую сварку с трубчатой оболочкой 1, а на участке между кольцевыми гофрами 8 и 9 наносят не менее трех продольных гофров 10.

После нанесения кольцевого гофра 8 в трубчатую оболочку 1 может быть дополнительно введена вставка, например, из молибдена, ориентированная вдоль оси, перекрывающая высоту столба таблеток 4 делящегося материала.

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов. На трубчатой оболочке выполняют первый кольцевой гофр, вводят в оболочку нижний отражатель, фиксируют его вторым кольцевым гофром, оснащают трубчатую оболочку таблетками делящегося материала, с учетом КТР столба таблеток, наносят третий кольцевой гофр, устанавливают верхнюю концевую деталь, совмещенную с отражателем, и производят аргонно-дуговую сварку с трубчатой оболочкой, вакуумируют, заполняют гелием компенсационный объем, устанавливают нижнюю концевую деталь и производят аргонно-дуговую сварку кольцевого шва. Заключительной операцией на готовый твэл наносят продольные гофры на участке между вторым и третьим кольцевыми гофрами. Изобретение позволяет упростить выполняемые операции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора, включающий трубчатую оболочку, компенсационный объем, нижний отражатель, таблетки делящегося материала, нижнюю и верхнюю концевые детали, отличающийся тем, что на трубчатой оболочке, между нижним отражателем и компенсационным объемом, наносят первый кольцевой гофр, в трубчатую оболочку вводят: нижний отражатель, фиксируют положение нижнего отражателя вторым кольцевым гофром, вводят таблетки делящегося материала, с учетом КТР столба таблеток делящегося материала, наносят третий кольцевой гофр, в трубчатую оболочку устанавливают верхнюю концевую деталь, производят сварку кольцевого шва, вакуумируют и заполняют гелием полость трубчатой оболочки, устанавливают нижнюю концевую деталь и производят сварку кольцевого шва.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в нем после нанесения второго кольцевого гофра в трубчатую оболочку вводят вставку, ориентированную вдоль оси, например, из молибдена.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что на трубчатую оболочку между вторым и третьим гофром наносят «n» продольных гофров, где «n» - целое число больше двух.