BG97878A

BG97878A - Горивен елемент на ядрен реактор

Info

Publication number: BG97878A
Application number: BG97878A
Authority: BG
Inventors: Werner Meier; Peter Rau; Walter Sauermann
Original assignee: Framatome Anp Gmbh
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1994-03-31
Also published as: SK60193A3; WO1992011640A1; HU9301803D0; FI932807A; BG60695B1; CZ280533B6; CZ110893A3; HUT64643A; HU214519B; RU2087952C1; SK280668B6; FI932807A0; DE4041349A1

Abstract

Горивният елемент на ядрен реактор с горивни стебла (8) и с надлъжно ориентиран кожух на горивния елемент (3) има на единия си край опашна част на горивния елемент (2). На нея се намира държач на горивното стебло (5), който е разположен свободно въввътрешността на кожуха на горивния елемент (3), вкойто с единия си край влиза всяко горивно стебло(8) и който има място за захващане (10) за подемен механизъм (20), осигуряващо възможност за контрол и подмяна на горивните стебла и изваждане на държача на горивния елемент (5) от кожуха на горивнияелемент (3). 9претенции, 5 фигури

Description

’ Горивен елемент на ядрен реактор

Изобретението се отнася до горивен елемент на ядрен реактор,съгласно ограничителната част на претенция 1.

Горивен елемент на ядрен реактор от такъв тип е известен от ' Material Science Forum том 48-49,стр.409-423,по-специално стр.404. При този известен горивен елемент на ядрен реактор държачът на горивното стебло е закрепен към опашното тяло на горивния елемент. Затова горивните стебла на този известен горивен елемент на ядрен реактор не могат нито да се контролират,нито да се подменят през периодите на спиране на ядрения реактор, когато се· влага горивния му елеме) Ако такъв горивен елемент на ядрен реактор при дефект на горивното стебло отделя продукти на ядрено разпадане, /то този горивен елемент н.

k II S' ядрен реактор може целия да се бракува и да 'се подготви за отстранява

Изобретението си поставя за задача да усъвършенствува известния горивен елемент на ядрения реактор и да направи възможни както контро лирането, така и подмяната на горивните стебла.

За решаването на тази задача горивният елемент на ядрения реактор от описания в началото тип има,съгласно изобретението, признаците от характеризиращата част на претенция 1.

Тъй като държачът на горивното стебло е разположен свободно /неза репеи/ във вътрешността на кожуха’на гор’йвния елемент, то подемният механизъм след отстраняване на едно опашно тяло на горинния елемент може да се вкара в кожуха на горивния елемент от другия край на този

L· I I кожух и да се захване на мястото за прихващане на държача на горивното Ή стебло така, че този държач на горивното стебло може да се изтегли за н Ьг едно със самото горивно стебло от кожуха на!горивния елемент. Горивни' стебла са подготвениза контроли подмяна, i J

С признаците съгласно патентни претенции:2 до 5 изваждането на го' . ¹ ' ί' ι ривните стебла от кожуха на горивния елемент-се реализира много лесно Признаците на патентни претенции 6 до 9 дават допълнително възможност за още едно вкарване на подемния механизъм, когато той е вкаран в кожуха на горивния елемент за захващане в мястото на прихващане на държача на горивното стебло.

Изобретението и неговите предимства се обясняват по-добре чрез чертежите на примерните изпълнения.

Фиг.1 показва горивен елемент на ядрен реактор съгласно изобретението даден в полунадлъжен разрез.

Фиг.2 показва едно сечение в съответствие е щрихованата линия II-II от фиг.1

Фиг.З показва в разрез погледът отгоре на детайл от горивния елемент на ядрен реактор съгласно фигури 1 и 2.

Фиг.4 и 5 показват в надлъжен разрез други форми на изпълнение за детайла от горивния елемент на ядрен реактор съгласно фиг. 1 и 2

Горивният елемент за ядрен реактор съгласно фигури 1 и 2 има опашн тяло на горивния елемент, което представлява една пета на горивния елемент 2. Тази пета на горивния елемент 2 представлява кухо тяло от неръждаема стомана, което в горния си край има външен контур във формата на правилен шестоъгълник. С тази горна част петата на горивния елемент 2 се захваща в надлъжно ориентиран кожух на горивния елемент който е направен от циркониева сплав. Сечението на кожуха на горивния

елемент 3 е също правилен шестоъгълник· згака,’: че’'тази: кожух на горивни! ····· ·· ·· · · ·· елемент 3 в долния си край приляга плътно с вътрешната си повърхност към външната повърхност на петата на горивния елемент 2. На тази пета на горивния елемент 2 е здраво закрепен кожуха на горивния елемент 3> посредством радиално разположени винтове 4.

Във вътрешността на кожуха на горивния елемент 3 се намира плосък държан на горивното стебло 5 с външен контур във форма на правилен ше тоъгълник, който отговаря /пасва/ на вътрешния контур на кожуха на го ривния елемент 3. Този държан на горивното стебло 5 е разположен свободно в кожуха на горивния елемент 3 под прав ъгъл към надлъжната ос на кожуха на горивния елемент 3 и лежи свободно върху петата на горив ния елемент 2.

Както показва погледът отгоре на фигура 3, този държан на горивнот стебло 5 е съставен от разположени.под формата на мрежа, втулки 6,които са направени от неръждаема стомана. Надлъжните оси на тези втулки 6 са паралелни на надлъжната ос на кожуха на горивния елемент 3. Понататък външните страни на тези втулки 6 са свързани здраво чрез съединителни шийки 7, направени от неръждаема стомана. В кожуха на горивния елемент 3, паралелно на надлъжната му ос, са разположени напъл нени с ядрено гориво горивни стебла 8, всяко от които влиза свободно •с долната част на стеблото в една втулка 6 на държача на горивното стебло 5.

Една втулка 6а в центъра на държача на горивното стебло 5 има поголями вътрешен.и външен диаметри в сравнение с тези на другите втул! 6. Тя представлява образуван като проходник отвор в държача на горивното стебло 5. Освен това тя притежава, вътрешна резба. В тази втулка 6а е завинтена надлъжно ориентирана тръба 9, направена от циркониева сплав, която на своя завинтващ се край има външна резба, отговаряща на вътрешната резба на втулката 6а. На този завинтващ се край на тръ бата, тази тръба 9 образува глуха гайка 10, която се намира на външ4 • · ··· · ^:'w

...................... ...............

·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· · · · • · ···· ··· ·· ·· · · ·· ·· пата страна на държана на горивното стебло. Тази глуха гайка 10 се захваща във вътрешното пространство на петата на горивния елемент 2. Тя има проходник 11 в надлъжно направление на кожуха на горивния елемент 3. Освен това тя притежава вътрешна резба. Над вътрешната страна , на държана на горивното стебло 5 се намира другия край на тръбата 9, който е отворен. Тази тръба 9 може да бъде например инструментална тръба за поглъщане на термоелементи и/или неутронни потоци. Както тръбата 9, така също и горивните стебла 8 са водени през отворите от дистанционни държани. Тези дистанционни държани имат външен контур във формата на правилен шестоъгълник и отговарят /пасват/ на вътрешното сечение на кожуха на горивния елемент 3. Във всеки отвор на тези дистанционни държани, които са разположени под прав ъгъл спрямо надлъжната ос на кожуха на горивния елемент 3 и на разстояние един от друг в надлъжно направление на този кожух на горивния елемент 3, са закрепени здраво горивните стебла, посредством здрави удебелявания и пружини. Във всеки дистанционен държан тръбата 9 е закрепена срещу превъртане чрез формовъчно тяло. Освен това самите дистанционни държани са фиксирани чрез формовъчно тяло отвън на тръбата 9 в надлъжно направление на’ кожуха на горивния елемент 3. На фигура 1 е показан схематично само един дистанционен държан 12.

На горния край на кожуха на горивния елемент 3, във вътрешността на този кожух 3, се намира допълнителен държан на горивното стебло 13, направен от неръждаема стомана, който подобно на свободно разположения върху петата на горивния елемент 2 държан на горивното стебло 5 е съставен от втулки с оси, паралелни на надлъжното направление на кожуха на горивния елемент 3 и от съединителни шийки. Всяко горивно стебло влиза свободно с горния си край в една от тези втулки, докато тръбата 9 влиза в предназначената за нея втулка в центъра на допълнителния държан на горивното стебло 13. Между допълнителния държан на горивното стебло 13 и държана на горивното стебло 5 върху петата на горивния

·· ·· ·· ·· ···· • · · · · · · • · · · ···· · · · елемент 2 е разположена върху всяко горивно етеКяо 8»яо*«една притискаща пружина 14, която се опира с единия си край на вътрешната страна на допълнителния държан на горивното стебло 13, а с другия край - на едно стъпало на външната стена на горивното стебло 8.

На ръба на допълнителния държан на горивното стебло 13 се намират езичета 15, които излизат навън в надлъжното направление на кожуха на горивния елемент 3 от външната страна на горния държан на горивното стебло 13. Тези езичета 15 влизат с горните си краища в гнездата 16 на една глава на горивния елемент 17, която е разположена на горния край на кожуха на горивния елемент 3 като друга тялб на горивния елемент в същия този кожух 3. Тази глава на горивния елемент 17 представлява кухо тяло и може да се върти спрямо кожуха на горивния елемент 3 около средната ос на кожуха на горивния елемент 3 от едно крайно положение до друго, изобразено на фигура 1, крайно положение. В изобразеното крайно положение тази глава на горивния елемент 17 се застопорява с намиращите се върху външната й страна стопорни ребра, в съответни шдицове 19 вътре в кожуха на горивния елемент 3 и по този начин се фиксира чрез действието на притискащите пружини 14 спрямо надлъжното направление на кожуха на горивния елемент 3.

За изваждане на горивните стебла 8 от кожуха на горивния елемент 3 допълнителният държач на горивното стебло 13 се премества в надлъжно направление на кожуха на горивния елемент 3 по посока на долния държач на горивното стебло 5 посредством вкаран през празното пространство на главата на горивния елемент 17 повдигащ механизъм и по този начин се повдига блокировката на главата на горивния елемент 17. Тъй като езичетата 15 на допълнителния държач на горивното стебло 13 не се намират вече в гнездата 16 на допълнителния държач на горивното стебло 13, тогава главата на горивния елемент 17 може да се завърти от дадено то на фигури 1 и 2 крайно положение около надлъжната ос на кожуха на горивния елемент 3 в другото крайно положение и да се извади от ко• · · · · · * ······ • · · ··< » «I · жуха на горивния елемент 3. След това Нр₽з •тн^бгцте. ^;ре*;вкарва означе··· ·· ·· ·· ·· ·· ната с щрихована линия на фигура 1 щанга 20, притежаваща на края си

I външна резба до холендровата гайка 10 и чрез завъртване около надлъжната й ос щангата се завинтва във вътрешната резба на холендровата гайка

10. Тази щанга 20 представлява един подемен механизъм, чрез който свободно поставения върху петата на горивния елемент 2 държач на горивното стебло 5 заедно с тръбата 9, горивните стебла 8, дистанционните държани 12 и допълнителният държач на горивното стебло 13 могат да се извадят от кожуха на горивния елемент 3. Тъй като щангата 20 се захваща върху външната страна на държача на горивния елемент 5, изключена е повредата на тръбата 9.

Фигура 4 показва една втулка 6а на определен за полагане върху петата на горивния елемент 2 държач на горивното стебло 5, съгласно фиг.З. Тази втулка образува един,оформен като проходник отвор в държача на горивното стебло 5. Този отвор е удължен през холендърната втулка 10, в която преминава втулката 6а и в която се намира вътрешната резба за служещата като подемен механизъм щанга 20. Холендерната втулка 10 се намира върху външната страна на държача на горивното стебло 5 и влиза в празното пространство на петата на горивния елемент 2.

На фигура 5 е изобразен държачът на горивното стебло 5 във формата на плоча с образувани като проходници отвори 21, в които могат свободно да се вкарват с единия си край горивните стебла 8. В един централен, оформен като проходник отвор 21а има вътрешна резба. В този централен отвор 21а от вътрешната страна на държача на горивното стебло 5 е завинтен единия край на отворената от двата си края тръба 9, докато от външната страна е завинтена холендърната гайкаJ10. Последната има вътрешна резба за щангата 20,която е обратна на външните резби на тръбата 9 и на холендърната гайка 10, така че винтовото съединение от тръбата 9 и холендърната гайка 10 е държача на горивното_;стебло 5 не може да се разхлаби при завинтване на щангата 20.

Claims

ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИЯ'”* ··”··*

1. Горивен елемент на ядрен реактор с надлъжно ориентиран кожух на горивния елемент, на единия край на който е закрепена опашна част на горивния елемент, с държач на горивното стебло, който е разположен върху опашната част на горивния елемент във вътрешността на кожуха му, както и с горивни стебла във вътрешността на кожуха на горивния елемент, всяко от които се захваща с единия си край в държач на горивното стебло, характеризиращ се с това, че държачът на горивното стебло /5/ е разположен свободно във вътрешността _w на кожуха на горивния елемент /3/ и притежава място за захващане за подемен механизъм за изваждане на държача на горивното стебло /5/ от кожуха на горивния елемент /3/.
2. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 1,характеризиращ се с това, че мястото за захващане представлява преминаващ в надлъжно направление на кожуха на горивния елемент /3/ отвор в държача на горивното стебло /5/, което има вътрешна резба за оформения като щанга /20/, с външна резба на единия си край, подемен механизъм.
3. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 2, характеризи** ращ се с това, че отворът е оформен като проходник.
4. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че оформеният като проходник отвор е удължен с намираща се върху външната страна на държача на горивното стебло 85/ втулка, за предпочитане холендърна втулка, която влиза;в празното пространство в опашната част на.горивния елемент и в която има вътрешна резба.

( |ί ' : _:
5. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 4, характеризи- ' < ращ се с това, че втулката е оформена чрез глуха гайка /10/, която е завинтена в образувания като проходник отвор на държача на горивното стебло /5/.
6. Горивен елемент на ядрен реактор,съгласно претенция 5,характеризиращ се с това, че глухата гайка /10/ е оформена върху единия край на тръ- ба /9/, която е завинтена на горивното стебло /5/ и • · · · · · 1’ · ·· «·· · · ·· · · · · ·· в оформени» ка*то ’прокюдник чийто друг край на тръбата • · · · о»вор на държача се намира над вътрешната страна на държача на горивното стебло /5/ и е отворен.
7. Горивен елемент на ядрен реактор,съгласно претенция 5,характеризиращ се с това, че в оформеният като проходник отвор върху вътрешната страна на държача на горивното стебло /5/ с единия си край е завинтена тръба /9/, която е отворена в двата си края.
8. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 7,характеризи ращ се с това, че глухата гайка /10/ и тръбата /9/ имат еднаква резба за завинтване в оформения като проходник отвор в държача на горивното стебло /5/ и че вътрешната резба в глухата гайка /10/ е обратна спрямо външните резби на глухата гайка /10/ и тръбата /9/.
9. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно една от претенциите 6 до I

8, характеризиращ се с това, че тръбата /9/ е осигурена срещу превъртане около надлъжната си ос чрез дистанционен държач /12/ в кожуха на горивния елемент /3/, през който дистанционен държач /12/ са прокарани тази тръба /9/ и горивните стебла /8/.