Тепловыделяющий элемент стержневого типа с газосборником Советский патент 1985 года по МПК G21C3/16 

«41

СО Од

со Изобретение относится к области ядерной энергетики, а именно к области создания тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) активных зон ядерных реакторов, и может быть использовано при проектировании ТВЭЛ энергетических реакторов. Известен ТВЭЛ стержневого типа с газосборником, состоящий из оболочки столбатоплива в виде таблеток, концевых деталей и фиксирующий столб топлива детали, причем фиксирующая деталь представляет собой деталь однородной толщины с поперечными размерами в ненапряженном состоянии больше внутреннего диаметра оболочки l. Недостатком известного ТВЭЛа явля ется невысокая надежность за счет нарушения стабильности поля энерго-выделения при разрыве столба топлива в случае ослабления пружины при изменении под облучением ее характеристик . Известен ТВЭЛ стержневого типа с газосборником, состоящий из оболочки, концевых деталей, столба топлива в .виде таблеток и расположенного is газосборнике устройства для уплотнения столба топлива, выполненного в виде спиральной пружины содержащей в удаленном от сто.тгба топлива конце по крайней мере, два витка с диаметром в ненапряженном состоянии внутреннего диаметра оболочки 2, Целью изобретения является повышение надежности работы ТВЭЛа. Поставленная цель достигается тем что оставшаяся часть спиральной пружины выполнена с таким числом витков, диаметром и щагом навивки, что ход этой части пружины, предваритель но сжатой усилием первоначального уплотнения, столба топлива, до полног сжатия равен перемещению топлива от термического расщирения по длине ТВЭЛа относительно оболочки при выходе реактора на мощность, а диаметр витков в сжатом состоянии меньше внутреннего диаметра оболочки, На чертеже показан 11редлагае -1ый ТВЭЛ, разрез. ТВЭЛ состоит из оболочки 1 ,. концевых деталей 2, столба 3 тoII. в врще таблеток, газосборника 4, расположенного для каждого второго ТВЭЛа внизу, и уплотняющего столб устройства в виде спиральной пружины 5, установленной в газосборник группы витков 6, с шагом навивки таким, что ход зтой части после предварительного поджатия до полного сжатия равен перемещению топлива от термического расширения, а диаметр в сжатом состоянии меньше внутреннего диаметра оболочки. С целью более эффективного использования объема газосборника остальные витки 7 могут быть выполнены с щагок навивки до двух внутренних диаметров оболочки, при этом с целью снижения концентрап,ии напряжений в районе стыка витков 6 и 7 меясду этими витками расположена буферная группа витков, состоящая не менее, чем из .одного витка 8 с диаметром группы 7 и шагом навивки не более шага навивки витков 6, Устройство работ.ает следующим образом. При .выходе реактора на мощность столб топлива, пере:-(ещаясь относительно оболочки, вследствие разницы термических расширений оболочки Г и столба 3 топлива .сж1эдает витки 6. Дальнейшее перемещение топлива в газосборник по механизму осевого храповика при циклическом изменении мощности реактора, а также под действием веса топлива, в случае нижнего расположения газосборника, исключено заклиниванием витков 7 в оболочке. В описываемом ТВЭЛе обеспечена сплошность топливного столба при технологических операциях,компенсировано перемещение столба топлива относительно оболочки при выходе на мощность, предотвращено разуплотнение столба топлива по механизму осевого храповика при циклическом изменении мощности реактора.

8

ТЕПЛОВЫдаЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ СТЕРЖНЕВОГО ТИПА С ГАЗОСБОРНИКОМ, состоящий из оболочки, концевых деталей, столба топлива в виде таблеток и расположенного в газосборнике устройства для уплотнения столбатоплива, выполненного в виде спиральной пружины, содержащей в удаленном от столба топлива конце, по крайней мере, два витка с диаметром в ненапряженном состоянии больше внутреннего диаметра оболочки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы тепловьщеля- ющего элемента, оставшаяся часть.пружины выполнена с таким числом витков, диаметром и шагом навивки, что ход этой части пружины, предварительно сжатой усилием первоначального уплотнения столба топлива, до полного сжатия равен перемещению топлива от термического расширения по длине тепловыделяющего элемента.относительно оболочки при выходе реактора на мощность, а диаметр витков в сжатом состоянии меньше внутреннего диаметра оболочки.(Л