BG66073B1 - Fuel assembly for a nuclear reactor - Google Patents

Fuel assembly for a nuclear reactor Download PDF

Info

Publication number
BG66073B1
BG66073B1 BG109446A BG10944606A BG66073B1 BG 66073 B1 BG66073 B1 BG 66073B1 BG 109446 A BG109446 A BG 109446A BG 10944606 A BG10944606 A BG 10944606A BG 66073 B1 BG66073 B1 BG 66073B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
spacer
grilles
fuel cartridge
cartridge according
guide channels
Prior art date
Application number
BG109446A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG109446A (en
Inventor
Original Assignee
Открьтое Акционерное Общество "Твэл"
Открьтое Акционерное Общество" Новосибирский Завод Химкоцентратов"
Открытое Акционерное Общество "Машиностроительньй Завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открьтое Акционерное Общество "Твэл", Открьтое Акционерное Общество" Новосибирский Завод Химкоцентратов", Открытое Акционерное Общество "Машиностроительньй Завод" filed Critical Открьтое Акционерное Общество "Твэл"
Publication of BG109446A publication Critical patent/BG109446A/en
Publication of BG66073B1 publication Critical patent/BG66073B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/33Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

The assembly is used in nuclear engineering, In particular for the structure of the elements of its rigid framework. The fuel assembly consists of head and rear parts connected to each other by guiding channels arranged in cells of spacer grids. Said guiding channels are rigidly connected to at least the end spacer grids. The height (h) of the spacer grids and the wall thickness delta of the cells thereof are selected in such a way that the quantitative characteristics thereof correspond to the calculated and-experimentally determined conditions. As a result the rigidity of the assembly is improved at transversal and longitudinal bending to increase an angular rigidity the pair û cells of spacer grid. The own bending of the fuel assembly in the sectors between the spacer grids and the free bending of the fuel assembly in non-homogenous neutron and temperature fields is reduced due the decreased tendency of an E635 alloy to radiation growth.

Description

Област на техникатаTechnical field

Изобретението е приложимо в ядрената техника и се отнася до конструкцията на горивните касети на водно-водните ядрени енергетични реактори, по-специално от типа ВВЗР-1000 и конкретно - до конструкцията на елементите на коравия скелет.The invention is applicable in nuclear engineering and relates to the construction of hydro-nuclear power reactor fuel cassettes, in particular of the BBZR-1000 type, and in particular to the design of rigid skeleton elements.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известна е горивна касета, съдържаща сноп топлоотделящи елементи, разположени в клетки на дистанциониращите решетки [Крамеров А. Я., Вопросм конструирования ядерннх реакторов, М., Атомиздат, 1971, стр. 198, фиг. 7.2.2]. Коравината и якостта на тази горивна касета се постига с помощта на шестостенна обвивка, която свързва главата и опашката на касетата. Но наличието на обвивка води до паразитно улавяне на неутроните в активната зона, което увеличава линейното топлинно натоварване върху топлоотделящите елементи за сметка на принудителното увеличаване на стъпката между горивните касети.A fuel cartridge is known for containing a bundle of heat dissipating elements housed in cells of the spacer grids [A. Kramer, A Problem of Constructed Nuclear Reactors, M., Atomizdat, 1971, p. 198, fig. 7.2.2]. The rigidity and strength of this fuel cartridge is achieved through a hexagonal sheath that connects the head and tail of the cartridge. However, the presence of a sheath causes parasitic neutron capture in the core, which increases the linear heat load on the heat sinks at the expense of a forced increase in the pitch between the fuel cartridges.

Известна е и горивна касета на ядрен реактор, съдържаща хексагонален сноп от топлоотделящи елементи, които се намират в клетките, разположени по дължината на касетата на дистанциониращите решетки. [Крамеров А. Я., Вопросм конструирования ядерньгх реакторов, М., Атомиздат, 1971, стр. 204, фиг. 7.1.116]. Главата и опашката са съединени с помощта на направляващи канали, по които се преместват пръти с материал, поглъщащ неутроните. В тази горивна касета няма обвивка, което дава възможност да се намали луфтът между съседните горивни касети. Така се намаляват линейните натоварвания на топлоотделящите елементи и неравномерността на енергоотделянето.Also known is a nuclear reactor fuel cassette comprising a hexagonal bundle of heat sink elements located in cells along the cassette of the spacer grids. [A. Kramer, A question on the design of nuclear reactors, M., Atomizdat, 1971, p. 204, FIG. 7.1.116]. The head and tail are joined by guide channels that move the rods with neutron-absorbing material. There is no sheath in this fuel cartridge, which reduces the clearance between adjacent fuel cartridges. This reduces the linear loads of the heat dissipation elements and the irregularity of the energy dissipation.

Липсата на обвивката намалява паразитното улавяне на неутроните, а така също - разхода на материала. Но използването на тези касети в енергоблоковете с реактори ВВЗР-1000 показва, че след тригодишна експлоатация се наблюдава изкривяване на направляващите канали поради механичното натоварване от страна на главата, която е подгъната, за да предотврати изплуването на горивната касета под въздейст вието на потока от топлоносителя. Освен това, в процеса на експлоатация на реактора се появява термомеханично натоварване на конструкцията на касетата като цяло поради деформациите на топлоотделящите елементи. Тези деформации се предават чрез дистанциониращите решетки, поради което те също се деформират. Основна роля за разрастването на изкривяванията на горивните касети играе релаксацията на еластичните натягания в дистанциониращите решетки, които се получават при полагането на топлоотделящите елементи и направляващите канали в решетките.The lack of the sheath reduces the parasitic capture of neutrons, as well as the material consumption. However, the use of these cartridges in the units of the WWRP-1000 reactors shows that after three years of operation there is a distortion of the guide ducts due to the mechanical loading on the head which is folded to prevent the fuel cartridge from escaping under the influence of the coolant flow. . In addition, during the operation of the reactor, thermomechanical loading of the cassette structure generally occurs due to deformation of the heat-dissipating elements. These deformations are transmitted through the spacer bars, which is why they are also deformed. The relaxation of the elastic tension in the spacer grids, which are obtained by the placement of the heat dissipation elements and the guide channels in the grids, plays a major role in the expansion of the distortions of the fuel cartridges.

Значителното намаляване на коравината на огъването на горивната касета принципно променя характера на нейното поведение в активната зона при продължителна експлоатация: възникват огъвания на горивната касета със сложна пространствена форма и отклонения на осите на касетата от първоначалното положение със стойност, която достига пределно разрешената, като се имат предвид геометричните възможности на опаковката на касетите в активната зона с отчитане на конструктивните монтажни луфтове. При това положение между периферните топлоотделящи елементи на съседните изкривени касети могат да се появят големи луфтове. Това нарушава топлотехническата надеждност на тези топлоотделящи елементи, тъй като може да доведе до изригване в тях по време на енергоотделянето. Също така трябва да се отбележи, че в хексагоналните конструкции на горивните касети, особено в тези, които се използват в енергоблоковете с реактори ВВЗР1000, се наблюдава ъглова анизотропия на коравината на огъване (коравината на огъване в посока от “ъгъл към ъгъл” не се равнява на коравината на огъване в посока от “стена към стена”), като коравината на огъване на касетата в тангенциалната посока (спрямо центъра на активната зона) е по-малка от нейната коравина на огъване в радиална посока. Голямата свобода на преместването в тангенциалната посока води предимно до завихряне в активните зони и, следователно, до максимално изкривяване на горивните касети в работни условия. Има експериментални данни, които показват, че изкривяванията в горивните касети са на стойност от порядъка 20 шш. Толкова значителни изкривявания на горивните касети нарушават първоначалA significant reduction in the flexural stiffness of the combustion cartridge fundamentally alters the nature of its behavior in the core during prolonged operation: bends occurring in the combustion cartridge of complex spatial shape and deviations of the cartridge axes from the original position to a value that reaches the limit allowed, take into account the geometric possibilities of cartridge packaging in the core area, taking into account structural mounting loops. In this situation, large loops may appear between the peripheral heat sink elements of the adjacent curved cartridges. This disturbs the heat-technical reliability of these heat-dissipating elements as it can cause eruptions in them during the energy-release process. It should also be noted that angular anisotropy of bending stiffness is observed in the hexagonal designs of the fuel cartridges, especially those used in units with reactors BBZP1000 (bending stiffness in the angle from angle to angle). equals the wall-to-wall bending stiffness), with the cartridge bending rigidity in the tangential direction (relative to the center of the core) being less than its radial bending stiffness. The great freedom of movement in the tangential direction mainly results in swirling in the cores and, consequently, in the maximum distortion of the fuel cartridges in working conditions. There are experimental data showing that distortions in fuel cartridges are in the order of 20 µm. Such significant distortions of the fuel cartridges break initially

66073 Bl ната геометрия на активната зона, водят до промени в енергоотделянето и топлохидравлическите характеристики на активната зона.66073 Blurred core geometry results in changes in energy release and thermal-hydraulic characteristics of the core.

За премахване на посочените негативни фактори в горивната касета и осигуряване на нейното стабилно поведение, което означава да не се допуска прекадено изкривяване на касетата в работни условия в продължение на 4-5годишна експлоатация, е необходимо:To eliminate these negative factors in the combustion cartridge and to ensure its stable behavior, which means that the cartridge is not distorted in working conditions for 4-5 years, it is necessary to:

- да се осигурят гарантирани стойности на коравината на огъване на горивните касети при надлъжно огъване, като се въведат надлъжни елементи, които да не се разместват спрямо дистанциониращите решетки по време на срока на експлоатация;- to provide guaranteed bending rigidity values for longitudinal bending fuel cartridges by introducing longitudinal elements that do not displace relative to the spacer grilles during the service life;

- да се осигури гарантирано по-голяма стойност на коравината на огъване на горивните касети при напречно огъване чрез намаляване в работни условия на индивидуалното огъване на прътите или други надлъжни елементи в участъците между дистанциониращите решетки при същевременно повишаване на коравината за обръщане на прътите или надлъжните елементи в клетките на дистанциониращите решетки.- to ensure a greater value of the flexural bending rigidity of the transverse bending by reducing in working conditions the individual bending of the bars or other longitudinal elements in the sections between the spacers while increasing the rigidity of the rotation of the rods or longitudinal members in the cells of the spacer grids.

На горепосочените условия отговаря найблизката по техническа същност и постигащ резултат горивна касета на ядрен реактор, съдържаща глава и опашка, съединени с помощта на направляващи канали, поместени в клетките на дистанциониращи решетки, които са разположени на разстояние една от друга по дължината на касетата [RU 2093906, G 21 С 3/30,20.10.97]. В конструкцията на познатата горивна касета са въведени допълнителни елементи за коравина - надлъжни винкели, които минават от долната опорна решетка до горната дистанционираща решетка и са заварени отвън в шест ъгъла към всяка от дистанциониращите решетки. Твърдото съединение на винкелите с дистанциониращите решетки осигурява съществено повишаване на коравината на горивната касета спрямо надлъжното огъване, независимо от релаксацията на еластичните затягания в прътовата система на горивната касета. Пространствената форма на винкелите е с много голяма стойност на собствените моменти на инерция, с което се осигурява достатъчна коравина на конструкцията при напречното огъване на горивната касета. Освен това, невъзможността за обръщане на винкелите спрямо оста на дистанциониращите решетки в мес тата на тяхното взаимно съединение допълнително помага за повишаване на коравината на горивната касета.The aforementioned conditions are met by the closest in technical nature and the resultant nuclear reactor cassette comprising a head and a tail connected by guide channels placed in cage cells spaced apart from each other along the cassette [RU 2093906, G 21 C 3 / 30,20.10.97]. In the construction of the known fuel cassette, additional stiffeners are introduced - longitudinal pins that extend from the lower support grille to the upper spacer grille and are welded externally at six corners to each spacer grille. The rigid connection of the winkles with the spacer grilles provides a substantial increase in the stiffness of the fuel cartridge relative to the longitudinal bending, regardless of the relaxation of the elastic tightenings in the rod system of the fuel cartridge. The spatial shape of the winkles has a very high value of the intrinsic moments of inertia, which ensures sufficient rigidity of the structure in the transverse bending of the fuel cartridge. In addition, the inability of the winkles to rotate against the axis of the spacer grilles at the locations of their interconnections further helps to increase the rigidity of the fuel cartridge.

Същевременно, познатата горивна касета има следните недостатъци:However, the known fuel cartridge has the following disadvantages:

- увеличава се металоемкостта на конструкцията, което води до влошаване на неутроннофизическите характеристики на активната зона;- the metal intensity of the structure increases, which leads to deterioration of the neutron-physical characteristics of the core;

- влошава се топлоотвеждането от ъгловите и периферните топлоотделящи елементи;- the heat dissipation from the angular and peripheral heat dissipating elements deteriorates;

- усложнява се технологията на изработване на горивната касета, тъй като се появяват допълнителни ъглови елементи, нараства обемът на заваръчните и контролни дейности;- the technology of the production of the combustion cartridge is complicated, as additional angular elements appear, the volume of welding and control activities increases;

- намаляват се възможностите за визуален контрол по време на изработването и при извършване на оглед в периода на експлоатация.- the possibilities for visual inspection during the construction and during inspection during the period of operation are reduced.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задачата на изобретението е да се създаде горивна касета на ядрен реактор с понижена металоемкост и с повишена стабилност по време на експлоатация в топливни цикли с повишена продължителност, без да се натрупват недопустими огъвания.It is an object of the invention to provide a fuel cassette of a low-energy-intensive nuclear reactor with increased stability during operation in extended-cycle fuel cycles without accumulating unacceptable bends.

При решаването на тази задача се получават нови технически резултати, които да се състоят в следното: засилва се коравината на горивната касета при напречните и надлъжните сгъвания, увеличава се ъгловата коравина в двойките “направляващ канал - клетка на дистанциониращата решетка”, намалява се собственото огъване на горивната касета в участъците между дистанциониращите решетки и свободното огъване на горивната касета в нееднородните неутронни и температурни полета поради намалената склонност на сплав 3635 към радиационен растеж.In solving this problem, new technical results are obtained, which consist of the following: the stiffness of the combustion cartridge is increased in the case of transverse and longitudinal folds, the angular stiffness in the pairs "guide channel - cell of the spacer grate" is increased, its own bending is reduced of the fuel cartridge in the sections between the spacer grids and the free bending of the fuel cartridge in nonuniform neutron and temperature fields due to the reduced tendency of alloy 3635 to radiate growth.

Тези технически резултати се постигат благодарение на това, че в горивната касета на ядрения реактор (съдържаща глава и опашка, съединени с помощта на направляващите канали, положени в клетките на дистанциониращите решетки, които са разположени на разстояние една от друга по дължина на касетата, направляващите канали са твърдо съединени поне с челните дистанциониращи решетки) височината h на дистанциониращите решетки и дебелината делта на стените на клетките на дистанциониращите решетки са подбрани така, че техните количествени стойности отговарят на условието:These technical results are achieved by the fact that in the nuclear reactor combustion cassette (comprising a head and a tail connected by guide channels placed in the cells of the spacer grids, spaced apart from each other along the cassette, the guides channels are rigidly connected to at least the front spacers) the height h of the spacers and the thickness of the cell walls of the spacer cells are chosen such that their quantitative value and satisfy the condition:

66073 Bl66073 Bl

( h ϊ\ (h ϊ \ i s 'Iand with 'I к20|/шп]) to 20 | / wn]) <0.25[«m]> < 0.25 [«m] >

където:where:

f h f h ° \20(т/и] , \2фит] b-B0+Bx 20jmmj 1 -5 + ^[20(^] където:fh f h ° \ 20 (t / i], \ 2fit] bB 0 + B x 20 j mm j 1 - 5 + ^ [20 (^] where:

h - височина на дистанционираща решетка, mm;h - height of spacer grille, mm;

делта - дебелина на елементите, образуващи клетките на дистанциониращите решетки, в mm, като за 8-те решетки Со = 39.17, Ао = 5.563, А1 = -3.482, А2 = 1.332, Во = 2.245, В1 - -4.500, В2 = 6.072, В3 = -3.128, В4 = -0.620, за 9-те решетки Со = 22.74, Ао = 4.988, Al - -2.985, А2 = 1.119, Во = 2.225, В, = -4.005, В2 = 5.145, В3 = 2.595, В4 = -1.113, за 10-те решетки Со - 13.06, Ао = 4.481, А, = -2.568, А2 = 0.932, Во = 2.203, В, = -3.568, В2 = 4.324, В3 = -2.127, В4 = -1.510, за 11-те решетки Со = 8.84, Ао = 4.138, А] = -2.281, А2 = 0.811, Во = 2.170, В( = -3.250, В2 = 3.752, В3 = -1.814, В4 - -1.675, за 12-те решетки Со = 6.90, Ао - 3.895, А] = -2.088, А2 = 0.732, Βθ = 2.126, В, = -3.042, В2 = 3.400, В3 = -1.623, В4 = -1.695, за 13-те решетки Со = 5.73, Ао = 3.697, А] = -1.937, А2 - 0.667, Во = 2.068, В] = -2.910, В2 = 3.199, В3 = -1.505, В4 = -1.651, за 14-те решетки Со = 4.70, Αθ = 3.526, А] = -1.813, А2 = 0.614, Βθ = 2.003, В, = -2.815, В2 - 3.062, В3 = -1.422, В4 = -1.575, за 15-те решетки Со = 3.78, Ао = 3.356, А! = -1.684, А2 = 0.560, Βθ = 1.940, В! = -2.722, В2 = 2.928, В3 = -1.336, В = -1.490.delta - the thickness of the cells forming cells of the spacer grids, in mm, as for the 8 grids C o = 39.17, A o = 5.563, A1 = -3.482, A 2 = 1.332, B o = 2.245, B1 - -4.500 , В 2 = 6.072, В 3 = -3.128, В 4 = -0.620, for the 9 lattices С о = 22.74, А о = 4.988, Al - -2.985, А 2 = 1.119, В о = 2.225, В, = -4.005, В 2 = 5.145, В 3 = 2.595, В 4 = -1.113, for the 10 lattices С о - 13.06, А о = 4.481, А, = -2.568, А 2 = 0.932, В о = 2.203 , B, = -3.568, B 2 = 4.324, B 3 = -2.127, B 4 = -1.510, for the 11 lattices C o = 8.84, A o = 4.138, A] = -2.281, A 2 = 0.811, At D = 2.170, C (= -3.250, B 2 = 3.752, C 3 = -1.814, B 4 to -1675, the 12 lattices C o = 6.90, and o - 3.895, a] = -2.088, and 2 = 0.732, Βθ = 2.126, B, = -3.042, B 2 = 3.400, B 3 = -1.623, B 4 = -1.695, for the 13 lattices C o = 5.73, A o = 3.697, A] = -1.937, A 2 - 0.667, B o = 2.068, B] = -2.910, B 2 = 3.199, B 3 = -1.505, B 4 = -1.651, for the 14 lattices C o = 4.70, Αθ = 3.526, A] = -1.813, A 2 = 0.614, Βθ = 2.003, B, = -2.815, B 2 - 3.062, B 3 = -1.422, B 4 = -1.575, for the 15 lattices C o = 3.78, A o = 3.356, A! = -1.684, A 2 = 0.560, Βθ = 1.940, B! = -2.722, B 2 = 2.928, B 3 = -1.336, B = -1.490.

Отличителна особеност на настоящото изобретение е твърдото съединение на направляващите канали поне с челните, но е за предпочитане - с всички дистанциращи решетки, което изключва плъзгането на направляващите канали спрямо клетките на тези решетки. В този случай общата коравина на огъване на горивната касета при облъчване се увеличава, тъй като се появява +в>[й(Ь1-5)+ь,(й^_14’ постоянният компонент в коравината на сгъването на касетата, който, компонент, се равнява на коравината на съединената конструкция на направляващите канали. Тук топлоотделящите елементи могат да престанат да играят ролята на свързана многопрътова система и, когато те се плъзгат в клетките на дистанциониращите решетки, могат да допринесат за общата коравина на огъване на касетата не като свързан многопрътов сноп, а като множество независими прътове, което е много по-малко като величина. Да се увеличи коравината на горивната касета като цяло и да се осигури стабилност на горивната касета, при което луфтовете, образуващи се между касетите, да не превишават стойността, пределно възможна от гледна точка на постигането на допустимата енергонапрегнатост на топлоотделящите елементи и топлотехническата надеждност на активната зона, може само, ако се изпълни условието:A distinctive feature of the present invention is the rigid connection of the guide channels with at least the front ones, but preferably with all spacer bars, which precludes the sliding of the guide channels towards the cells of these bars. In this case, the total bending stiffness of the combustion cartridge upon irradiation is increased as + +>> (b ( 1 - 5 ) + b, ( b ^ _1 4 ') is the constant component in the bending stiffness of the cartridge, which, component, is equal to the stiffness of the coupled guide duct structure, where the heat dissipation elements may cease to play the role of a coupled multipart system and, when slid into the cells of the spacer gratings, may contribute to the overall bending rigidity of the cartridge. connected multi-beam , and as a plurality of independent rods, which is much smaller in magnitude.Improve the stiffness of the fuel cartridge as a whole and ensure the stability of the fuel cartridge so that the grooves formed between the cartridges do not exceed the value limit is possible. from the point of view of achieving the permissible energy intensity of the heat dissipating elements and the thermotechnical reliability of the core, can only be fulfilled if the condition is fulfilled:

h Г ( S гh D (S r

Освен това, горепосоченото разчетно-експериментално изражение свързва количеството на дистанциониращите решетки с техните характерни параметри, при които напреженията, възникващи в дистанциониращите решетки и обусловени от появяващите се при огъване осеви сили в местата на крепежа на направляващите канали, не надхвърлят допустимата стойност.In addition, the aforementioned design-experimental expression relates the amount of spacer grids to their characteristic parameters, in which the stresses occurring in the spacer grids and caused by the axial forces appearing at bending at the fixing points of the guiding channels do not exceed the permissible values.

Препоръчва се направляващите канали да бъдат изработени от сплав 3635, а дистанциониращите решетки - от сплав 3110 или за предпо5It is recommended that the guide ducts be made of alloy 3635 and the spacer bars are made of alloy 3110 or preferably 5

66073 Bl читане - от сплав 3635.66073 Bl reading - from alloy 3635.

Направляващите канали могат да бъдатGuide channels can be

Примерно изпълнение и действие на изобретението твърдо съединени поне с челните дистанциониращи решетки директно или с помощта на междинни втулки, сложени в съответните клетки на дистанциониращите решетки. Съединението на направляващите канали с дистанциониращите решетки е за предпочитане да се извършва симетрично спрямо надлъжната ос на направляващия канал от страна на двете челни части на дистанциониращите решетки с разстояние не повече от 0,15 h от челото на дистанциониращата решетка.Exemplary embodiment and operation of the invention firmly coupled to at least the front spacer grilles directly or by means of intermediate sleeves arranged in the respective cells of the spacer grilles. It is preferable to connect the guide channels with the distance grilles symmetrically with respect to the longitudinal axis of the guide channel on the two front parts of the distance grilles with a distance of not more than 0.15 h from the front of the distance grille.

Твърдото съединение на направляващите канали поне с челните дистанциониращи решетки може да е изпълнено с точкова заварка.The rigid connection of the guide ducts with at least the front spacer bars may be made by spot welding.

Най-рационално е да се използват 18 направляващи канали с диаметър от 12 до 14 mm.It is most rational to use 18 guide channels 12 to 14 mm in diameter.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the annexed figures

Най-добър предпочитан вариант на изоб5 ретениетоBest preferred embodiment of the invention

Горивната касета на ядрения реактор се състои от глава 1 и опашка 2, съединени с помощта на направляващи канали 3. Направляващите канали 3 се намират в клетки 4 на дистанI θ циониращите решетки 5, разположени на известно разстояние една от друга по дължината на касетата. Обикновено направляващите канали а те са 18 на брой, минават през клетките, симетрично разположени около централния канал 15 6- В други клетки на дистанциониращите решетки 5 се намират топлоотделящите елементи 7. Дистанциониращите решетки 5 заедно с направляващите канали 3 образуват корава конструкция на горивната касета, тъй като направляваПо-подробно изобретението е пояснено на 20 приложените фигури, където:The nuclear reactor fuel cassette consists of a head 1 and a tail 2 connected by guide ducts 3. The guide ducts 3 are located in cells 4 of the spacer lattice 5 located at a certain distance from each other along the cartridge. Typically, the guide ducts, which are 18 in number, pass through the cells symmetrically arranged around the central duct 15 6 - In other cells of the spacer grilles 5 are located the heat dissipation elements 7. The spacer grilles 5 together with the guide ducts 3 form a rigid structure of the fuel cassette. as guides in more detail the invention is illustrated in the 20 appended figures, where:

фигура 1 представлява общ вид на горивната касета;Figure 1 is a general view of a fuel cartridge;

фигура 2 - вариант на възела А от фиг. 1 в разрез; 25 фигура 3 - втори вариант на възела А от фиг. 1 в разрез.FIG. 2 is an embodiment of node A of FIG. 1 in section; 25 is a second embodiment of node A of FIG. 1 in section.

щите канали 3 са здраво съединени с челните дистанциониращи решетки или, което е за предпочитане, с всички дистанциониращи решеткиthe conduit 3 is firmly connected to the front spacer grilles or, preferably, to all spacer grilles

5. Височината h на дистанциониращите решетки и дебелината 5 на стените на клетките на дистанциониращите решетки се избират така, че техните числени стойности да отговарят на условието:5. The height h of the spacer grids and the thickness 5 of the cell walls of the spacer grids shall be chosen so that their numerical values meet the condition:

Г λ Ί Λ Ί * Ί * Ί l<20(mm]J l <20 (mm) J ^0.25[тт]? ^ 0.25 [tt] ?

където:where:

Ь~Вц+В} B ~ wc + b }

ί h ί h -1.5 -1.5 + Λ f h f h -1.5 -1.5 420(mm] 4 20 (mm) 20( mm] 20 (mm) J J ί h ί h -1.5 -1.5 + Вг + B d ί *, ί *, -1.5 -1.5 ^20[mm] ^ 20 [mm] ^20[mm] ^ 20 [mm] J J

h - височина на дистанциониращата решетка, mm;h - height of the spacer grille, mm;

делта - дебелина на елементите, образуващи клетките на дистанциониращата решетка, като за 8-те решетки Со = 39.17, Ао = 5.563, А! = 3.482, А2 = 1.332, Во = 2.245, В, = -4.500, В2 = 6.072, В3 = -3.128, В4 = -0.620, за 9-те решетки Со = 22.74, Ао = 4.988, А, = -2.985, А, = 1.119, Во = 2.225, В, = -4.005, В2 = 5.145, В3 - -2.595, В4 = -1.113, за 10-те решетки Со = 13.06, Ао = 4.481, А, = -2.568, А2 = 0.932, Во = 2.203, В, - -3.568, 5θdelta - the thickness of the elements forming the cells of the spacer grid, as for the 8 grids C o = 39.17, A o = 5.563, A! = 3.482, А 2 = 1.332, В о = 2.245, В, = -4.500, В 2 = 6.072, В 3 = -3.128, В 4 = -0.620, for the 9 lattices С о = 22.74, А о = 4.988 , А, = -2.985, А, = 1.119, В о = 2.225, В, = -4.005, В 2 = 5.145, В 3 - -2.595, В 4 = -1.113, for the 10 lattices С о = 13.06, A o = 4.481, A, = -2.568, A 2 = 0.932, B o = 2.203, V, - -3.568, 5 θ

В2 = 4.324, В3 = -2.127, В4 = -1.510, за 11-те решетки Со = 8.84, Ао - 4.138, Aj = -2.281, А2 = 0.811, Во = 2.170, Bj = -3.250, В2 = 3.752, В3 = 1.814, В4 = -1.675, за 12-те решетки Со = 6.90, Ао = 3.895, А, = -2.088, А2 = 0.732, Во = 2.126, В, = -3.042, В2 = 3.400, В3 = -1.623, В4 = -1.695, за 13-те решетки Со = 5.73, Ао = 3.697, А! = 1.937, А2= 0.667, Во = 2.068, Bj = -2.910, В2 = 3.199, В3 = -1.505, В4 =-1.651, за 14-те решетки Со = 4.70, Ао = 3.526, Aj = -1.813, А2 = 0.614, Во = 2.003, В1 = -2.815, В2 = 3.062, В3 = -1.422, В4 B 2 = 4.324, B 3 = -2.127, B 4 = -1.510, for the 11 lattices С о = 8.84, А о - 4.138, Aj = -2.281, А 2 = 0.811, В о = 2.170, Bj = - 3.250, B 2 = 3.752, B 3 = 1.814, B 4 = -1.675, for the 12 lattices С о = 6.90, А о = 3.895, А, = -2.088, А 2 = 0.732, В о = 2.126, В , = -3.042, В 2 = 3.400, В 3 = -1.623, В 4 = -1.695, for the 13 lattices С о = 5.73, А о = 3.697, А! = 1.937, A 2 = 0.667, B o = 2.068, Bj = -2.910, B 2 = 3.199, B 3 = -1.505, B 4 = -1.651, for the 14 lattices C o = 4.70, A o = 3.526, Aj = -1.813, A 2 = 0.614, B o = 2.003, B 1 = -2.815, B 2 = 3.062, B 3 = -1.422, B 4

66073 Bl = -1.575, за 15-те решетки Со = 3.78, Ао = 3.356, А, = -1.684, А2 = 0.560, Βθ= 1.940, В, = -2.722, В2 = 2.928, В3 =-1.336, В4 =-1.490.66073 Bl = -1.575, for the 15 lattices С о = 3.78, А о = 3.356, А, = -1.684, А 2 = 0.560, Βθ = 1.940, В, = -2.722, В 2 = 2.928, В 3 = -1.336, B 4 = -1.490.

Формата на клетките може да бъде изпълнена по всякакъв известен начин. Дистанциони- 5 ращите решетки 5 и направляващите канали 3 е за предпочитане да са изработени от циркониева сплав 3635; могат да се съчетават сплавите 3636 и 3110:НК от сплав 3635 и ДР от сплав 3110.The cell shape can be accomplished in any known manner. The spacer grilles 5 and the guide channels 3 are preferably made of zirconium alloy 3635; alloys 3636 and 3110 can be combined: NK of alloy 3635 and DR of alloy 3110.

Направляващите канали 3 са твърдо съеди- 10 нени с дистанциониращите решетки чрез междинните втулки 8, които са поместени в съответните клетки на дистанциониращите решетки. Твърдото съединение 9 на направляващите канали с дистанциониращите решетки се извършва с 15 точкова заварка, например, с електроконтактно заваряване. Твърдото свързване на направляващите канали с дистанциониращите решетки се извършва симетрично спрямо надлъжната ос на направляващия канал от страна на двете челни 20 части на дистанциониращата решетка на разстояние не повече от 0,15 h от челото на дистанциониращата решетка. При това положение съществено се увеличава якостта на огъването на направляващите канали. 25The guide channels 3 are rigidly connected to the spacers by means of the intermediate bushings 8, which are housed in the respective cells of the spacer grids. The rigid joint 9 of the guide channels with the spacer grilles is made with 15-point welding, for example, with electrocontact welding. The rigid connection of the guide ducts with the spacer grilles is symmetrically symmetrical with respect to the longitudinal axis of the spacer channel by the two front 20 parts of the spacer grate at a distance of not more than 0.15 h from the spacer grille front. In this situation, the bending strength of the guide ducts is significantly increased. 25

Промишлена приложимостIndustrial applicability

Горивната касета може да се реализира в промишлени условия и това става най-добре във водно-водните ядрени енергетични реактори, особено тип ВВЗР-1000, при изработване на конструкцията на елементите на твърдо свързания скелет на касетата.The combustion cassette can be manufactured in industrial conditions, and this is best done in hydropower nuclear reactors, especially type BBZR-1000, when designing the elements of the rigidly coupled skeleton of the cassette.

Горивната касета може да се произведе с използване на всяко оборудване, предназначено за тези цели, и не се налага да се разработват принципно нови машини и принадлежности.The combustion cartridge can be manufactured using any equipment designed for these purposes and it is not necessary to develop new machines and accessories in principle.

Claims (9)

Патентни претенцииClaims 1. Горивна касета на ядрен реактор, която има глава (1) и опашка (2), съединени с помощта на направляващи канали (3), които се намират в клетки (4) на дистанциониращи решетки (5), разположени на известно разстояние една от друга, характеризираща се с това, че направляващите канали (3) са твърдо свързани поне с челните дистанциониращи решетки, а височината h на дистанциониращите решетки (5) и дебелината делта на стените на клетките (4) на дистанциониращите решетки са избрани така, че техните числени стойности отговарят на условието:A nuclear reactor fuel cassette having a head (1) and a tail (2) connected by guide channels (3) which are located in cells (4) of spacers (5), spaced a certain distance apart on the other, characterized in that the guide channels (3) are firmly connected to at least the front spacer grilles, and the height h of the spacer grilles (5) and the thickness of the cell walls (4) of the spacer grilles are selected such that their numerical values meet the condition: г h Ίr h Ί -о / -o / 20( m/n], 20 (m / n), ч hours
δδ 0.25[mm] <1.0, където:0.25 [mm] <1.0, where: а= J +д[——1.5^+4(:^-;-!·5 \20(mm] ) \20[т7и] J &=в0+д[—— \20(отт] —1.5 +.¾ a = J + d [—— 1.5 ^ + 4 (: ^ -; -! 5 \ 20 (mm]) \ 20 [m7i] J & = c 0 + d [—— \ 20 (ot] —1.5 + .¾ -1.5 f h k20(mm]-1.5 f h k 20 (mm) -1.5 +ό4 -1.5 + ό 4 --------1.2 ;-------- 1.2; 0.25( mm] J’ където:0.25 (mm] J 'where: h - височина на дистанциониращата решетка, mm;h - height of the spacer grille, mm; делта - дебелина на елементите, които образуват клетката на дистанциониращата решетка, mm, като за 8-те решетки Со = 39.17, Ао = 5.563, А, = -3.482, А2 = 1.332, Βθ = 2.245, В! = -4.500, В2 = 6.072, В3 = -3.128, В4 = -0.620, за 9-те ре шетки Со = 22.74, Ао = 4.988, А, = -2.985, А2 = 1.И9, Во = 2.225, В, = -4.005, В2 = 5.145, В3 = 2.595, В4 = -1.113, за 10-те решетки Со = 13.06, Ао = 4.481, А] = -2.568, А2 = 0.932, Βθ = 2.203, В, = -3.568, В2 = 4.324, В3 = -2.127, В4 = -1.510, за 11-те решетки Со = 8.84, Αθ = 4.138, Aj = -2.281, А2 = 0.811, Βθ = 2.170, В] = -3.250, В2 = 3.752, В3 = -1.814, В4 = -1.675, за 12-те решетки Со = 6.90,delta - thickness of the elements that form the cell of the spacer grid, mm, as for the 8 grids C o = 39.17, A o = 5.563, A, = -3.482, A 2 = 1.332, Βθ = 2.245, B! = -4.500, B 2 = 6.072, B 3 = -3.128, B 4 = -0.620, for the 9 grids C o = 22.74, A o = 4.988, A, = -2.985, A 2 = 1.I9. At D = 2.225, B = -4.005, B 2 = 5.145, C 3 = 2.595, B = -1.113 4 to 10 bars Co = 13.06, a = o 4481, a] = -2.568, A2 = 0.932, Βθ = 2.203, B, = -3.568, B 2 = 4.324, B 3 = -2.127, B 4 = -1.510, for the 11 lattices C o = 8.84, Αθ = 4.138, Aj = -2.281, A 2 = 0.811, Βθ = 2.170, B] = -3.250, B 2 = 3.752, B 3 = -1.814, B 4 = -1.675, for the 12 lattices С о = 6.90, 66073 Bl66073 Bl Ao = 3.895, A, = -2.088, A2 = 0.732, Bo = 2.126, B, = -3.042, B2 = 3.400, B3= -1.623, B4 = -1.695, за 13-те решетки Co = 5.73, Ao = 3.697, Aj = -1.937, A2 = 0.667, Bo = 2.068, B] = -2.910, B2 = 3.199, B3 = -1.505, B4 = -1.651, за 14-те решетки Co = 4.70, Ao = 3.526, A1 = -1.813, A2 = 0.614, Bo = 2.003, B, = -2.815, B2 = 3.062, B3 = -1.422, B4 = -1.575, за 15-те решетки Co = 3.78, Ao = 3.356, A] = -1.684, A2 = 0.560, Bo = 1.940, Bj = -2.722, B2 = 2.928, B3 = -1.336, B4 = -1.490.A o = 3.895, A, = -2.088, A 2 = 0.732, B o = 2.126, B, = -3.042, B 2 = 3.400, B 3 = -1.623, B 4 = -1.695, for the 13 lattices C o = 5.73, A o = 3.697, Aj = -1.937, A 2 = 0.667, B o = 2.068, B ] = -2.910, B 2 = 3.199, B 3 = -1.505, B 4 = -1.651, for 14- those lattices C o = 4.70, A o = 3.526, A 1 = -1.813, A 2 = 0.614, B o = 2.003, B, = -2.815, B 2 = 3.062, B 3 = -1.422, B 4 = -1.575 , for the 15 lattices C o = 3.78, A o = 3.356, A] = -1.684, A 2 = 0.560, B o = 1.940, Bj = -2.722, B 2 = 2.928, B 3 = -1.336, B 4 = -1,490.
2. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че направляващите канали (3) са изработени от сплав 3635.A fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the guide channels (3) are made of alloy 3635. 3. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че дистанциониращите решетки (5) са изработени от сплав 3635 или сплав 3110.Fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the spacer grilles (5) are made of alloy 3635 or alloy 3110. 4. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че направляващите канали (3) са твърдо свързани поне с челните дистанциониращи решетки (5) с помощта на междинни втулки (8), поместени в съответните клетки (4) на дистанциониращите решетки.Fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the guide channels (3) are firmly connected to at least the front spacer grilles (5) by means of intermediate bushings (8) housed in the respective cells (4) of the spacer grilles. 5. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че твърдото свърз ване (9) на направляващите канали (3) с дистанциониращите решетки (5) е разположено симетрично спрямо надлъжната ос на направляващия канал от страна на двете чела на дистанциониращата решетка.5. A fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the rigid connection (9) of the guide ducts (3) to the spacer grilles (5) is arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis of the spacer channel by the two ends of the spacer grille. 6. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че твърдото свързване (9) на направляващите канали (3) с дистанциониращите решетки (5) е разположено от челната страна на дистанциониращата решетка на разстояние не повече от 0,15 h.Fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the rigid connection (9) of the guide channels (3) to the spacer grilles (5) is positioned on the front side of the spacer grate at a distance of not more than 0.15 hours. 7. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че твърдото свързване (9) на направляващите канали (3) с дистанциониращите решетки (5) е изпълнено чрез точково заваряване.Fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the rigid connection (9) of the guide channels (3) to the spacer bars (5) is made by spot welding. 8. Горивна касета съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че броят на направляващите канали (3) е 18.A fuel cartridge according to claim 1, characterized in that the number of guide channels (3) is 18. 9. Горивна касета съгласно всяка от горните претенции, характеризираща се с това, че диаметърът на направляващите канали (3) е избран в диапазона от 12 до 14 mm.Fuel cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the guide ducts (3) is selected in the range of 12 to 14 mm.
BG109446A 2003-08-18 2006-02-20 Fuel assembly for a nuclear reactor BG66073B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125287/06A RU2252458C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Nuclear reactor fuel assembly
PCT/RU2004/000320 WO2005017917A1 (en) 2003-08-18 2004-08-16 Fuel assembly for a nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG109446A BG109446A (en) 2006-12-29
BG66073B1 true BG66073B1 (en) 2011-01-31

Family

ID=34192338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG109446A BG66073B1 (en) 2003-08-18 2006-02-20 Fuel assembly for a nuclear reactor

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN100573734C (en)
BG (1) BG66073B1 (en)
CZ (1) CZ301984B6 (en)
RU (1) RU2252458C1 (en)
UA (1) UA80064C2 (en)
WO (1) WO2005017917A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951312B1 (en) * 2009-10-08 2011-12-09 Commissariat Energie Atomique NUCLEAR FUEL ASSEMBLY BODY AND NUCLEAR FUEL ASSEMBLY COMPRISING SUCH A BODY

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2093906C1 (en) * 1995-04-12 1997-10-20 Особое конструкторское бюро машиностроения Nuclear reactor fuel assembly

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607642A (en) * 1968-11-26 1971-09-21 Gen Electric Nuclear reactor fuel assembly
US4137125A (en) * 1976-11-12 1979-01-30 Westinghouse Electric Corp. Method of welding nuclear reactor fuel assemblies
US4175004A (en) * 1977-08-29 1979-11-20 The Babcock & Wilcox Company Fuel assembly guide tube
US4268356A (en) * 1978-07-14 1981-05-19 Westinghouse Electric Corp. Nuclear reactor fuel assembly grid
SU1228698A1 (en) * 1984-10-02 2002-01-27 В.Н. Голованов THERMAL DETECTIVE ASSEMBLY OF A NUCLEAR REACTOR
US4980121A (en) * 1989-07-28 1990-12-25 Westinghouse Electric Corp. Protective device for lower end portion of a nuclear fuel rod cladding
JPH0830748B2 (en) * 1989-12-06 1996-03-27 三菱原子燃料株式会社 Support grid
JPH03176695A (en) * 1989-12-06 1991-07-31 Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd Support grating
FR2667194B1 (en) 1990-09-20 1993-08-06 Framatome Sa NUCLEAR REACTOR CONTROL CLUSTER GUIDANCE DEVICE.
EP1049105A1 (en) * 1998-09-25 2000-11-02 Hitachi, Ltd. Fuel assembly
RU2178923C2 (en) * 1999-10-22 2002-01-27 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Nuclear-reactor fuel assembly
FR2808615B1 (en) 2000-05-04 2002-08-02 Framatome Sa METHOD AND DEVICE FOR LOADING THE HEART OF A NUCLEAR REACTOR WITH FUEL ASSEMBLIES

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2093906C1 (en) * 1995-04-12 1997-10-20 Особое конструкторское бюро машиностроения Nuclear reactor fuel assembly

Also Published As

Publication number Publication date
UA80064C2 (en) 2007-08-10
WO2005017917A1 (en) 2005-02-24
CZ2006107A3 (en) 2006-07-12
RU2003125287A (en) 2005-02-10
CN1836291A (en) 2006-09-20
CZ301984B6 (en) 2010-08-25
CN100573734C (en) 2009-12-23
RU2252458C1 (en) 2005-05-20
BG109446A (en) 2006-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63253290A (en) Thin-wall channel
JPH0128357B2 (en)
JP3977532B2 (en) Fuel assemblies, reactor cores and channel boxes
JPH0752637Y2 (en) Fuel assembly
US6519309B1 (en) Pressurized water reactor fuel assembly spacer grid
MX2014015421A (en) Nuclear reactor fluence reduction systems and methods.
KR101520132B1 (en) Device for holding nuclear fuel plates for a fissile bundle of a nuclear reactor of the thpe with high-temperature gaseous heat-carrier
US5555281A (en) Triangular lattice for LWR square fuel assemblies
KR102605338B1 (en) Doppler reactivity augmentation device
US6229868B1 (en) Nuclear fuel assembly
EP0270883A2 (en) BWR fuel assembly having hybrid fuel design
BG66073B1 (en) Fuel assembly for a nuclear reactor
JP2016200465A (en) Fuel rod and fuel assembly
US6885722B2 (en) Fuel assembly
JPH022976A (en) Small fuel rod bundle for fuel assembly
JP5376782B2 (en) Reactor control rod and manufacturing method thereof
RU2138861C1 (en) Spacer grid of nuclear reactor fuel assembly
EP0820066A1 (en) Fuel bundles and nuclear reactor using such fuel bundles
US11862352B2 (en) Channel box and fuel assembly
US6151376A (en) Nuclear fuel assembly
EP0343582B1 (en) Components for constituting a nuclear reactor core, and method of operating a nuclear reactor
EP3822988A1 (en) Tube grid cell
RU2255384C2 (en) Fuel assembly of water-moderated water-cooled power reactor
RU2428755C1 (en) Coverless fuel assembly with hexagonal fuel grid of water-cooled power reactor (versions)
JPS62228193A (en) Nuclear reactor fuel body