Устройство для дистанционирования топливных стержней в топливной сборке ядерного реактора Советский патент 1981 года по МПК G21C3/34 

38 которую проходят топливные стержни, выполнено из трех решеток, расположен ных друг на друге по высоте сборки, две крайние из которых являются равными, а средняя, расположенная между ними, выполнена из упругих металличес ких пластин, высота которых меньше высоты крайних решеток и установлена со смещением в поперечном направлении относительно вертикальной оси крайних решеток и контактирует с топливными элементами, опиракндимися на стенки ячеек крайних решеток. На крайней решетке вьшолнены прямо угольные вырезы, в которых установлен средняя решетка. Средняя решетка имеет две оси симметрии, ограничивакщих части решетки с поперечным перемещением, симметричным смещениям в других частях решетки относительно ос.ей решетки. Кроме того, средняя решетка состав лена из совокупности решеток, расположенных друг на друге по всей высоте топливных элементов. На краях металлических пластин сре ней решетки выполнены дефлекторы для направления стержней при их установке Пластины средней решетки выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения по отношению к материалу пластин крайних решеток. На фиг. 1 представлено несколько ячеек решетки, общий вид; на фиг. 2 одна из ячеек с топливным элементом, вид сверху; на фиг. 3 - вариант выпол нения устройства, содержащего четыре идентичных сектора, вид сверху; на фиг. 4 и 5 - варианты исполнения ячей ки, общий вид. Устройство содержит идентичные верхнкно 1 и нижнюю 2 части, состоящие из решеток с квадратными ячейками 3, а также среднюю часть в виде решетки 4с квадратными ячейками 5 того же размера, но меньшей высоты решетки, чем верхняя 1 и нижняя 2 решетки. Решетки 1 и 2 своими боковыми краями закреплены на металлической пластине 6 с сохранением некоторого продольного- зазора между решетками и со стоят из металлических пластин 7, жестко собранных между собой перпендикулярно друг другу. Все три решетки образуют единую конструкцию дистанционирукщего устрой ства для поперечного удерживания тепловыделяющих стержней. Размеры ячеек 5соответствуют размерам пропускаемых через ннх тогшивных стержней, а также опорных труб комплекта стержней, устанавливаемых вместо некоторых топливных элементов. Металлические пластинки, выполненные из материала с малым сечением поглощения нейтронов, например сплава цирковой, соединенымежду собой с помощью сварки для получения жесткой решетки с возможностью более точного соблюдения размеров для обеспечения правильного дистанционирования топливных элементов внутри пучка. Средняя решетка 4 состоит также из металлических пластинок, собранных по идентичной решеткам 1 и 2 сетке. В пластинах 7 выполнены вырезы 8, позволяющие разместить среднюю решетку 4 так, чтобы она была несколько смещена в поперечном направлении относительно решеток 1 и 2. . . Топливный стержень 9 установлен внутри ячейки 3 и удерживается в нужном положении стенками О средней решетки 4, контактирующими с поверхностью топливного стержня 8, который опирается также и на пластины верхней решетки 1. Стенки 10 средней решетки являются упругими, что позволяет воздействовать на топливный стержень 9 усилием, когда средняя решетка 4 смещена на некоторую величину в поперечном направлении относительно оси верхней 1 и нижней 2 решеток. Средняя решетка 1 выполнена из материала, упругость которого хорошо сохраняется в условиях облучения, например из материала инконель. На фиг. 3 показан вариант исполнения устройства, в котором средняя решетка 4 разделена на четыре сектора, ограниченных осями симметрии этой решетки. Каждый из секторов ограничен в направлении внутрь решетки 4 двоичными стенками из металлических пластин, сваренных между собой. В каждом из секторов смещения симметричны относительно оси симметрии решетки 4. Преимуществом такого вьтолнения является уравновешивание усилий, воздействующих на топливные элементы 9 от решетки 4-, подвижной относительно верхней 1 и нижней 2 решеток в пределах зазора, обусловленного наличием вырезов 8. На стенках ячейки могут быть выполнены жесткие выступы II. расположенные на одной вертикали (фиг. 4). На средней решетке 4 выполнены не большие наклонные дефлекторы 12, поз воляющие обеспечить установку топлив ного элемента 8 в ячейку. Выполнение верхней 1 и нижней 2 решеток из материала, отличающегося по коэффициенту линейного расширения от материала средней решетки 4, позволяет обеспечить повьш1ение зажимног усилия при работе сборки в условиях эксплуатационных температур. Средняя решетка 4 устанавливается со смещением относительно решеток 1 и 2 и, вследствие упругости пластин, из которых она выполнена, позволяет воздействовать на топливные элементы 8 поперечным усилием, которое можно регулировать в зависимости от смещени решетки 4. Предлагаемое устройство позволяет обеспечить получение контролируемого поперечного контактного усилия между топливными элементами сборки и дистан ционирукядим устройством, что дает воз можность уменьшить вибрацию топливных стержней в сборке. Формула изобретения 1. Устройство для дистанционирования топливных стержней в топливной сборке ядерного реактора, включающее поперечные дистанционирующие элементы из металлических пластин, собранных в виде сетки с квадратными ячейками, через которую проходят топливные стержни, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности топливной сборки путем уменьшения возможности вибрации топливных стержней в решетке, устройство выполнено из трех решеток, расположенных друг на друге по высоте 1« сборки, две крайние из которых являются равными, а средняя, расположена между ними, выполнена из упругих металлических пластин, высота которых меньше высоты крайних решеток и установлена со смещением в поперечном направлении относительно вертикальной оси крайних решеток и контактирует с топливными элементами, опирающимися на пленки ячеек крайних решеток. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на крайней решетке зьртолнены прямоугольные вырезы, котарых установлена средняя решетка. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что средняя решетка имеет две оси симметрии, ограничивающих части решетки с поперечным перемещением, симметричным смещениям в других частях решетки относительно осей решетки. 4.Устройство по пп. 1-3, о т личающееся тем, Что средняя решетка составлена из совокупности решеток, расположенных друг на друге по всей высоте топливных элементов. 5.Устройство по пп. 1 -4, отличающееся тем, что на краях металлических пластин средней решетки выполнены дефлекторы для направления стержней при их установке. 6.Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что пластины средней решетки выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения по .отношению к материалу пластин крайних решеток. Источники информации., принятые во внимание при экспертизе 1.Крапепов А. Я. Вопросы конструирования ядерных реакторов. М., Лтомздат, с. 203. 2.Патент ФРГ № 1764386, кл. G 21 С 3/34, опублик. 1976 (протоип) .

нн

(Риг.2

.З

//

фиг. 4