BG61356B1 - Control nuclear reaction column consisting of a fuel element and absorber element - Google Patents
Control nuclear reaction column consisting of a fuel element and absorber element Download PDFInfo
- Publication number
- BG61356B1 BG61356B1 BG99290A BG9929094A BG61356B1 BG 61356 B1 BG61356 B1 BG 61356B1 BG 99290 A BG99290 A BG 99290A BG 9929094 A BG9929094 A BG 9929094A BG 61356 B1 BG61356 B1 BG 61356B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- fuel
- absorber
- stems
- absorbent material
- column
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C7/00—Control of nuclear reaction
- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
- G21C7/10—Construction of control elements
- G21C7/103—Control assemblies containing one or more absorbants as well as other elements, e.g. fuel or moderator elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
Description
Изобретението се отнася до управляваща колона, състояща се от горивен елемент и абсорбер-елемент, както и до горивен елемент и до абсорбер-елемент от тази управляваща колона.The invention relates to a control column consisting of a fuel element and an absorber element, as well as to a fuel element and to an absorber element of that control column.
Управляващи колони, при които абсорбер-елемент е свързан чрез кулпуногови части към горния край на горивен елемент, се използват при реактори с вода под налягане от традиционния съветски конструктивен тип. Горивният елемент съдържа затворено в метални структурни части гориво, разположено между долен и горен ръб на горивото, докато абсорбер-елементът се съдържа в разположени под горен ръб на абсорбера, поддържани от метални структурни части, тела от абсорбиращ материал, които се разполагат до долен ръб на абсорбера. Структурните части стърчат навън от главата на горивния елемент над горния ръб на горивото и там са оформени като куплунгови части. Те се захващат в съответстващите части на другия куплунг, които са образувани под долния ръб на абсорбера от издадените напред структурни части на абсорбер-елемента.Control columns, in which the absorber element is connected by means of a klopugun part to the upper end of the fuel element, are used in pressure reactors of the traditional Soviet structural type. The fuel element contains fuel contained in metal structural parts located between the lower and upper edges of the fuel, while the absorber element is contained in bodies located in the upper structural edge of the absorber, supported by metal structural parts, which are disposed near the lower edge. on the absorber. The structural parts project outward from the head of the fuel element above the top edge of the fuel and there are shaped like couplings. They are engaged in the corresponding portions of the other coupling which are formed below the lower edge of the absorber by the protruding structural parts of the absorber element.
Горният и долният ръб на горивото не съвпадат с краищата на горивните стебла, които са оформени конструктивно като напълнени с гориво херметично затворени тръби. Много често тези тръби съдържат над горния ръб и под долния ръб на горивното газово събиращо пространство за образуваните по време на експлоатацията продукти на разпадане. Съдържащата гориво активна зона на горивния елемент следователно започва над долните краища на горивните стебла и завършва под горните краища. Има също управляващи колони, при които при пълна мощност на експлоатация, горният ръб на горивото на горивния елемент лежи под границата, ограничаваща активната зона на ядрото, тъй като горивните стебла са скъсени.The top and bottom edges of the fuel do not coincide with the ends of the fuel stalks, which are structurally shaped like fuel filled sealed tubes. Very often, these pipes contain above the upper edge and below the lower edge of the fuel gas collection space for the decomposition products formed during operation. The fuel-containing core of the fuel element therefore begins above the lower ends of the fuel stalks and ends below the upper ends. There are also control columns where, at full power, the top edge of the fuel element of the fuel element lies below the boundary limiting the core core, as the fuel stalks are shortened.
При пълна мощност на реактора, управляващата колона е в положение, при което нейният горивен елемент е приблизително на същата височина както горивните елементи, разположени в реакторното ядро до управляващата колона. Активната зона на горивния елемент следователно съвпада с активната зона на ядрото, която се определя от активните зони на другите горивни елементи. За да сс управлява мощността в режим на намаляване, колоната се придвижва аксиално, при което в активната зона на ядрото навлиза част от управляващата колона, която не съдържа нито гориво, нито абсорбиращ материал, а съдържа куплунгови и структурни части. При това тези части изместват относително незначителен воден обем, така, че в този обхват се установява повишено забавяне (модерация). Това положение практически се установява винаги при частично управление.At full reactor power, the control column is in a position where its fuel element is approximately the same height as the fuel elements located in the reactor core next to the control column. The core of the fuel element therefore coincides with the core core, which is determined by the cores of the other fuel elements. In order to control the power in the reduction mode, the column moves axially, whereby a part of the control column, which contains neither fuel nor absorbent material, but contains coupling and structural parts, enters the core core. In doing so, these parts displace relatively insignificant water volumes so that an increased delay (moderation) is detected in this range. This situation is practically always found under partial control.
На горните краища на горивните стебла в горивния елемент на управляващата колона възникват пикове на мощността. Затова вече се предлага да се скъси напълването с гориво на горивните стебла на горивния елемент и вместо това на горния край да се разположат дълги около 100 mm стоманени щифтове, които противодействат на повишаването на мощността в горната област на активната зона на горивните стебла.Power peaks occur at the upper edges of the fuel stalks in the fuel element of the control column. Therefore, it is already proposed to shorten the fuel elements of the fuel element to shorten the fuel element and instead to place about 100 mm long steel pins at the upper end, which counteract the increase in power in the upper region of the fuel zone core.
Заедно с това обаче, в горните части на съседните горивни стебла възниква повишение на мощността, чиято причина навярно е предизвиканата от деформация на управляващата колона на неутронния поток.However, an increase in power occurs in the upper portions of the adjacent fuel stalks, which is probably caused by deformation of the neutron flux control column.
Задача на изобретението е да предложи една управляваща колона, която - сравнена със съотношенията при обичайните управляващи колони - предизвиква по-равномерно разпределение на неутронния поток и мощността, респективно подходящи за това абсорбер-елемент и горивен елемент.It is an object of the invention to provide a control column which, when compared to the ratios of conventional control columns, causes a more even distribution of the neutron flux and power, respectively suitable for the absorber element and the fuel element.
Задачата се решава, като абсорбер-материалът практически се разполага до горния ръб на горивото през куплунговия елемент.The problem is solved by virtually positioning the absorber material at the top edge of the fuel through the coupling element.
Изобретението се пояснява по-подробно с приложените фигури, където:The invention is explained in more detail with the accompanying drawings, where:
фигура 1 представлява надлъжен разрез през едно примерно изпълнение съгласно изобретението на горивен елемент на управляваща колона от този тип;Figure 1 is a longitudinal section through an embodiment according to the invention of a fuel element of a control column of this type;
фигура 2 - надлъжен разрез през съответен абсорбер-елемент;Figure 2 is a longitudinal section through a corresponding absorber element;
фигура 3 - надлъжен разрез през куплунговите части на двата елемента в съединено, сглобено състояние.Figure 3 is a longitudinal section through the couplings of the two elements in a joined, assembled state.
Горивният елемент (BE) (фиг.1) има пета 1, към която се присъединява повдигащ до главата 3 кожух 2 на горивния елемент. При известните реактори от съветски конструктивен тип петата, кожухът и главата имат шестоъгълно напречно сечение. Централната втулка 5 свързва дънна плоча 4 с покривна плоча 6, между които са разположени горивни стебла 7. Последните представляват паралелни на оста на колоната тръби, които са напълнени с гориво приблизително до горния ръб на горивото HF и над него са херметически затворени. В съответствие с това пълнежът най-често достига само до лежащ над дънната плоча 4 долен ръб на горивото HL. Равнините HL и HF ограничават активната зона на горивния елемент. Ако горивният елемент е напълно вкаран, то тези равнини лежат на границите на активната зона на ядреното ядро. При това може да бъде целесъобразно, ако в херметично затворените тръби, под горния ръб на горивото, следва непосредствено един бланкет-обем, в който обичайното обогатено гориво се замества от природен уран, обеднено или отработено гориво. Чрез това на тази аксиална област се освобождава средно по-малка мощност. Освен това се избягва установяването на насочени нагоре в аксиално направление неутронни загуби. Многократно се повишава градиентът на неутронния поток на горния край на горивното стебло. Подобрява се използването на горивото при едновременно спестяване на гориво (пониско средно обогатяване на горивото на стеблото) и се намаляват загубите при циркулацията му.The fuel element (BE) (FIG. 1) has a heel 1, which is joined by a lifting element 2 to the head 3 of the fuel element. In the known Soviet type structural reactors, the heel, casing and head have a hexagonal cross-section. The central sleeve 5 connects the bottom plate 4 to the cover plate 6, between which fuel stems 7 are located. The latter are parallel to the column axis pipes filled with fuel approximately to the upper edge of the HF fuel and sealed above it. Accordingly, the filler most often reaches only the lower edge of the HL fuel above the bottom plate 4. The HL and HF planes limit the core of the fuel element. If the fuel element is fully inserted, then these planes lie at the core boundaries of the nuclear core. In this case, it may be advisable if, in a hermetically sealed pipe, below the top edge of the fuel, a single blank volume follows, in which the usual enriched fuel is replaced by natural uranium, depleted or spent fuel. In this way, less power is released on this axial region. In addition, the establishment of axially directed neutron losses is avoided. The neutron flux gradient of the upper end of the fuel stem is repeatedly increased. Improves fuel use while saving fuel (lower average fuel enrichment of the stem) and reduces circulation losses.
Над покривната плоча 6, в главата 3 на горивния елемент BE (фиг.1) стърчат частите 11 и 12, които са оформени като втулки за байонетно съединение, в които могат да се захванат (зацепят) съответните щекерни части на съответстващия му абсорбер-елемент. Шипове 13 и 14 представляват отчасти държащи шипове за съответстващо байонетно съединение и отчасти захващащи повърхности за захващащи и повдигащи инструменти за манипулиране на горивния елемент.Above the cover plate 6, in the head 3 of the fuel element BE (FIG. 1) project the parts 11 and 12, which are shaped as bushings for a bayonet joint, into which the corresponding plug parts of its corresponding absorber element can be gripped. . Studs 13 and 14 are partly holding studs for the corresponding bayonet joint and partly gripping surfaces for gripping and lifting tools for manipulating the fuel element.
С тръбите 8 (фиг.1) е изобразено, че някои, разположени между нормалните горивни стебла позиции, са заети от отворени нагоре тръби, които не са напълнени с гориво, а могат да съдържат изтласкващи (бутални) стебла или вода (забавител). Тези тръби 8 са закрепени долу към дънната плоча 4 държачите 9, докато съответните държачи 10 на покривната плоча 6 носят щифтовете 15, които стърчат в тези позици, намиращи сс между напълнените с гориво нормални горивни стебла. Тези щифтове 15 съдържат материал с повишена абсорбция на неутрони, напр. подлагащ се на корозия пълнеж от сребро-индий-кадмий, който е заобиколен от корозионно устойчива обвивка.Pipes 8 (FIG. 1) depict that some located between normal fuel stems positions are occupied by open upward tubes which are not filled with fuel but may contain push (piston) stems or water (retarder). These tubes 8 are secured down to the bottom plate 4 by the holders 9, while the corresponding holders 10 on the cover plate 6 bear the pins 15 which protrude into these positions, which lie between the fuel-filled normal fuel stalks. These pins 15 contain material with increased neutron absorption, e.g. corroded silver-cadmium filler surrounded by a corrosion-resistant sheath.
Едно предпочитано изпълнение на горивен елемент от управляващата колона съгласно изобретението съдържа един сноп от горивни стебла, стоящи в отвори на фиктивна правилна решетка, по-специално шестоъгълна и притежаващи съответно обхваната от херметично затворена тръба, колона от гориво, при което над горивните стебла е предвидено газосъбирателно пространство. Горивните стебла се простират приблизително от дънната плоча 4 до в близост до покривната плоча 6 и се държат на няколко аксиални позиции чрез (непоказан на фигурите) дистанционен държач със съответстваща структура на решетката, при което няколко отвора на решетката не са заети от съдържащи гориво горивни стебла или наймного са заети от такива горивни стебла, които съдържат гориво само в долната част на елемента. В отворите на фиктивната решетка са разположени щифтове от абсорбиращ материал, които се разпростират през покривната плоча практически от горния ръб на горивото на горивния елемент. Тези щифтове могат да образуват горната част на горивните стебла, които съдържат гориво само в долната си част.A preferred embodiment of the fuel element of the control column according to the invention comprises a bundle of fuel stems, which are located in the openings of a dummy regular grille, in particular a hexagonal and having a fuel column, respectively, enclosed by a hermetically sealed tube, above which the fuel stems are provided. gas collection area. The fuel stems extend approximately from the bottom plate 4 to near the cover plate 6 and are held in several axial positions by a (not shown in the figures) spacer holder with a corresponding grille structure, whereby several grille openings are not occupied by fuel containing fuel stems or at least occupied by such fuel stems which contain fuel only at the bottom of the element. In the openings of the dummy grille are pins of absorbent material extending through the cover plate practically from the top edge of the fuel element of the fuel element. These pins can form the top of fuel stems that contain fuel only at the bottom.
Ако при управление за намаляване мощността на реактора, управляващата колона се придвижи надолу, то абсорберните щифтове изравняват въздействията, които възникват, поради това, че отсега нататък в активната зона на ядрото се формират газосъбирателни пространства и свободна от гориво област около покривната плоча на управляващата колона.If the control column goes down during control to reduce the reactor power, then the absorber pins offset the effects that occur, because from now on, gas collecting spaces and a fuel-free area around the control panel cover plate are formed in the core core. .
При абсорбер-елемента (фиг.2) между пета 21 и глава 23 се разполага кожух на абсорбер-елемента 22, който заедно с прекаран през централна втулка 25, централен прът 24, образуват носещата метална част на абсорбер-елемента. Между втулката 25 и кожуха 22 се намират абсорберни тела 26, които се разполагат от горен ръб на абсорбера НО до долен ръб на абсорбера НА в петата. На петата е закрепена куплунгова част 30, образуваща заедно със стърчащия надолу край на централния прът 24, щекер на байонетно съединение, в което сс включват съответните втулкови части на главата на съответстващия горивен елемент.In the absorber element (FIG. 2), a housing of the absorber element 22 is arranged between the heel 21 and the head 23, which together with the central metal bar 24, which is passed through a central sleeve 25, form a supporting metal part of the absorber element. There are absorber bodies 26 between the sleeve 25 and the housing 22, which extend from the upper edge of the NO absorber to the lower edge of the HA absorber in the heel. A coupling portion 30 is attached to the heel, forming, together with the downward end of the central rod 24, a plug of a bayonet joint in which the corresponding bushings of the head of the corresponding fuel element are included.
За да се избегне това, че в свързано състояние съответните куплунгови части 30 и 31 на абсорбер-елемента и съответстващите им куплунгови части 11,12,13,14 на горивния елемент образуват свободно от абсорбер пространство, е предвиден кух цилиндър 32 от материал, по-специално корозионноустойчив като хафний или хафниева сплав, респ. хафниево съединение. Този кух цилиндър е странично механично защитен чрез куплунговите части 24,25 и 30.In order to avoid that in the coupled state the respective coupling parts 30 and 31 of the absorber element and their corresponding coupling parts 11,12,13,14 of the fuel element form a space free of absorber, a hollow cylinder 32 of material is provided, according to -specially corrosion-resistant such as hafnium or hafnium alloy, respectively. hafnium compound. This hollow cylinder is mechanically protected laterally by coupling parts 24,25 and 30.
Готовият монтиран куплунгов елемент СЕ (фиг.З) свързва абсорбер-елемента АЕ т фиг.2 с горивния елемент BE от фиг.1. При това се вижда, че между петата 21 на абсорбер-елемента АЕ, над която са разположени достигащи до долния ръб НА на абсорбера абсорберни тела 26 и горния ръб на горивото Н F, който лежи под главата 3 на горивния елемент BE, е разположен абсорбиращ материал. Положението, че по дължината на един малък аксиален обхват G възниква свободен от абсорбер пояс, не е от значение, но може напълно да се избегне чрез съответно оформление на куплунговите части.The pre-assembled coupling element CE (FIG. 3) connects the absorber element AE t of FIG. 2 to the fuel element BE of FIG. It can be seen that between the heel 21 of the absorber element AE, over which the absorber bodies 26 extending to the lower edge HA and the upper edge of the fuel H F, which lies under the head 3 of the fuel element BE, are located material. The position that, along a small axial band G, arises free of the absorber belt, is irrelevant, but can be completely avoided by the corresponding layout of the coupling parts.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4227793A DE4227793A1 (en) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | Control column consisting of a fuel element and an absorber element for a nuclear reactor |
PCT/DE1993/000709 WO1994005013A1 (en) | 1992-08-21 | 1993-08-09 | Control column consisting of a fuel element and an absorber element for a nuclear reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG99290A BG99290A (en) | 1995-09-29 |
BG61356B1 true BG61356B1 (en) | 1997-06-30 |
Family
ID=6466113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG99290A BG61356B1 (en) | 1992-08-21 | 1994-12-23 | Control nuclear reaction column consisting of a fuel element and absorber element |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG61356B1 (en) |
CZ (1) | CZ290300B6 (en) |
DE (1) | DE4227793A1 (en) |
HU (1) | HU218181B (en) |
RU (1) | RU2117342C1 (en) |
SK (1) | SK23095A3 (en) |
WO (1) | WO1994005013A1 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2162284A1 (en) * | 1971-12-09 | 1973-07-20 | Commissariat Energie Atomique | Reactor control rod - for high power fast neutron reactor |
US3988203A (en) * | 1973-05-14 | 1976-10-26 | Nikolai Grigorievich Kuzavkov | Control assembly of a nuclear reactor |
-
1992
- 1992-08-21 DE DE4227793A patent/DE4227793A1/en not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-08-09 WO PCT/DE1993/000709 patent/WO1994005013A1/en active IP Right Grant
- 1993-08-09 HU HU9500511A patent/HU218181B/en not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 CZ CZ1995374A patent/CZ290300B6/en not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 RU RU95106666/25A patent/RU2117342C1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 SK SK230-95A patent/SK23095A3/en unknown
-
1994
- 1994-12-23 BG BG99290A patent/BG61356B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4227793A1 (en) | 1994-02-24 |
HU218181B (en) | 2000-06-28 |
WO1994005013A1 (en) | 1994-03-03 |
RU2117342C1 (en) | 1998-08-10 |
RU95106666A (en) | 1997-04-27 |
BG99290A (en) | 1995-09-29 |
HUT70347A (en) | 1995-09-28 |
CZ37495A3 (en) | 1995-06-14 |
HU9500511D0 (en) | 1995-04-28 |
CZ290300B6 (en) | 2002-07-17 |
SK23095A3 (en) | 1995-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2823053B2 (en) | Fuel rods for reactor fuel assemblies | |
JP2911065B2 (en) | Guide thimble dashpot for control rod | |
JPH0516759B2 (en) | ||
JPH058797B2 (en) | ||
JPH0640144B2 (en) | Fuel assembly heterogeneous neutron absorber control rod | |
BG61356B1 (en) | Control nuclear reaction column consisting of a fuel element and absorber element | |
JPH0631750B2 (en) | Fuel assembly upper nozzle mounting structure | |
JPH06207995A (en) | Reactor core of boiling-water nuclear reactor | |
US3945886A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
EP0514121A1 (en) | Nuclear fuel assembly comprising two-diameter fuel rods | |
JPH0544997B2 (en) | ||
US3172821A (en) | Meyers fuel elements | |
US5323434A (en) | Fuel assembly for a boiling water nuclear reactor | |
JPS6319032B2 (en) | ||
JPH06273558A (en) | Fuel rod | |
JP2963731B2 (en) | Nuclear fuel assembly | |
JPH0552475B2 (en) | ||
JP2624743B2 (en) | Fuel assembly | |
EP0158791B1 (en) | An improved control rod assembly for a nuclear reactor fuel assembly | |
JPS62259088A (en) | Fuel aggregate | |
JPH01201189A (en) | Fuel assembly for boiling water reactor and method for operating boiling water reactor using said fuel assembly | |
Derevyankin et al. | Control rod for nuclear reactor | |
JPS58214880A (en) | Method of controlling power distribution of nuclear fuel assembly | |
JPH02154195A (en) | Incore insert assembly | |
JPH03183994A (en) | Combustible poison rod |