ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ СБОРКА КАНАЛЬНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Советский патент 1995 года по МПК G21C3/33 

Изобретение относится к области ядерной техники, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) активной зоны канального ядерного реактора.

Целью изобретения является повышение надежности тепловыделяющей сборки за счет исключения механического взаимодействия тепловыделяющих элементов наружного ряда с канальной трубой и сохранения гарантированного зазора между ними в процессе эксплуатации, а также повышение ремонтопригодности путем исключения разрушения крепежных элементов при демонтаже.

На фиг. 1 представлен продольный разрез тепловыделяющей сборки; на фиг. 2 продольный разрез нижней части ТВС в увеличенном масштабе; на фиг. 3 поперечный разрез нижней части ТВС; на фиг. 4 концевая решетка с овальными отверстиями.

Тепловыделяющая сборка активной зоны канального ядерного реактора содержит пучок стержневых тепловыделяющих элементов 1, у которых наконечники 2 с шейкой 3 проходят в овальные отверстия 4 в концевых решетках 5 и фиксируются крепежными элементами. Концевые решетки 5 соединены центральной трубой 6.

Крепежные элементы выполнены в виде демпферов 7, одним концом закрепленных на боковой поверхности решетки 5.

Свободные концы демпферов 7 имеют U-образные пазы 8, которые охватывают шейку 3 наконечника 2 тепловыделяющих элементов 1, причем U-образные пазы 8 ориентированы в одну сторону по окружности и оси пазов 8 совпадают с осью близлежащего овального отверстия 4 решетки 5.

Во время сборки в зафиксированные концевые решетки 5 устанавливают пучок стержневых тепловыделяющих элементов 1. К каждому твэлу 1 подводится демпфер 7 и устанавливается так, что его U-образный паз охватывает шейку 3 наконечника 2 твэла 1, затем другой конец демпфера 7 жестко закрепляют на боковой поверхности решетки 5.

Далее тепловыделяющую сборку устанавливают в канальную трубу ядерного реактора.

В процессе эксплуатации, а также при установке в канал из-за изменений диаметра канальной трубы, вызванных технологическими допусками, и под воздействием радиационного облучения внутренний диаметр канальной трубы уменьшается и гидравлическое сопротивление у стенки трубы растет. При уменьшении диаметра тепловыделяющие элементы 1, зафиксированные упругими демпферами 7, смещаются в овальных отверстиях 4 в радиальном направлении, сохраняя тем самым величину зазора между стенкой и твэлами 1.

Решетки 5 могут быть снабжены фиксирующими кольцами 9, выполненными с возможностью поворота вокруг нее во время сборки и последующим надежным креплением к решетке после окончания сборки.

Это упрощает и ускоряет сборку. В этом случае сборку осуществляют следующим образом.

В концевых решетках 5 устанавливают пучок стержневых тепловыделяющих элементов 1. На решетки 5 надевают поворотные кольца 9 с демпферами 7, свободные концы которых располагаются между наконечниками 2 тепловыделяющих элементов 1. Затем кольца 9 поворачивают до тех пор, пока шейки 3 наконечников 2 полностью не войдут в U-образные пазы 8 демпферов 7, после чего кольца 9 фиксируют на решетках 5.

Таким образом, предложенная конструкция тепловыделяющей сборки обеспечивает сохранение оптимального, с точки зрения охлаждения твэлов, зазора между твэлами и трубкой, что улучшает условия эксплуатации твэлов и повышает надежность ядерного реактора.

Кроме того, применение данной конструкции делает операцию сборки технологичнее, а тепловыделяющую сборку ремонтопригодной, так как ее разработка осуществляется без разрушения крепежных элементов.

Использование: в канальных ядерных реакторах с бесчехловыми ТВС. Сущность: отверстия под наконечники твэлов в концевых решетках ТВС выполнены овальной формы с большой осью, направленной к центру, а крепежные элементы изготовлены в виде демпферов, один конец которых прикреплен к боковой поверхности решетки, а другой конец снабжен U-образным пазом, в который вставлена шейка наконечника твэла. При этом демпфер выполнен с возможностью перемещения под воздействием канальной трубы вдоль отверстия концевой решетки вместе с твэлом, обеспечивая при этом гарантированный зазор между периферийными твэлами и канальной трубой. По варианту исполнения демпферы тепловыделяющих элементов наружного ряда одним концом прикреплены не к решетке, а к фиксирующему кольцу, выполненному с возможностью поворота вокруг решетки. При этом U-образные пазы этих демпферов ориентированы в одну сторону по окружности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩАЯ СБОРКА КАНАЛЬНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащая пучок стержневых тепловыделяющих элементов, концевые решетки с отверстиями, в которых размещены наконечники с шейками тепловыделяющих элементов, соединенные с решетками крепежными элементами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности тепловыделяющей сборки за счет исключения механического взаимодействия тепловыделяющих элементов наружного ряда с канальной трубой и сохранения гарантированного зазора между ними в процессе эксплуатации, а также повышения ремонтопригодности путем исключения разрушения крепежных элементов при демонтаже, отверстия в концевых решетках выполнены овальной формы с большой осью, направленной к центру, а крепежные элементы изготовлены в виде демпферов, один конец которых прикреплен к боковой поверхности решетки, а другой конец снабжен U-образным пазом, в который вставлена шейка наконечника, и выполнен с возможностью перемещения под воздействием канальной трубы вдоль отверстия концевой решетки вместе с тепловыделяющим элементом. 2. Тепловыделяющая сборка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения монтажа-демонтажа тепловыделяющих элементов наружного ряда и регулировки зазоров между ними и канальной трубой при монтаже, концевая решетка снабжена фиксирующим кольцом, выполненным с возможностью поворота вокруг решетки, причем демпферы тепловыделяющих элементов наружного ряда одним из своих концов прикреплены к этому кольцу, а пазы, выполненные на их свободных концах, ориентированы в одну сторону по окружности.