BG98801A

BG98801A - Горивен елемент на ядрен реактор

Info

Publication number: BG98801A
Application number: BG98801A
Authority: BG
Inventors: Alexander Steinke
Original assignee: Framatome Anp Gmbh
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-05-31
Also published as: RU2095861C1; HUT67972A; CZ281830B6; HU214528B; FI945693A; FI945693A0; SK280672B6; RU94046198A; WO1993024933A1; CZ295294A3; UA27829C2; BG60931B1; HU9401482D0; SK148494A3; DE4218480A1

Abstract

Горивният елемент има хексагонален решеткообразенразпъващ елемент с незначителни производствени толеранси за отворите. Разпъващият елемент има първи(6) и втори (7) вътрешен колектор. Колекторът (7)образува огънат о-образен кант, на който е заваренколекторът (6) чрез един страничен кант (6а). </P>

Description

T HA ЯДРЕН РЕАКТОР

Изобретението се отнася до един горивен елемент на ядрен реактор с разположени едно до друго и паралелно едно към друго, с разстояние помежду им, стебла, от които най-малко едното е горивно стебло, съдържащо ядрено гориво и които стебла са прекарани съответно през примка на режеткообразен разпъвам елемент, както и до след ните признаци!

а/ реиеткообразният разпъващ елемент има оребрено разположени вънини колектори /шийки/ от ламарина, които образуват контур на правилен шестойгълен външен колектор /шийка/ в базисна /опорна/ равнина, перпендикулярна на тези стебла.

б/ реиеткообразният разпъващ елемент ема вътрешни щрйкии.чиито стени са образувани от оребрено разположените във вътрешността на този контур, вътрешни колектори от ламарина.

в/ Ъглите на контура на примките на всички вътрешни примки на разпъващия елемент образуват в перпендикулярната към стеблата базисна равнина, ъглите на правилни шестоъгълници ва вътрешните колектори, които имат еднаква дължина на страните, г/ реиеткообразният разпъващ елемент има външни примки /отвори/, които притежават най-малко една стена на отвора, образувана от външен колектор и две други,прорязани във вътрешната страна на един външен колектор,образувани от по един вътрешен колектор, стени на примката.

Един такъв горивен елемент на ядрен реактор е известен от немската предварителна публикация ДЕ Ш34 01 630.

При този известен горивен елемент на ядрен реактор вътрешните колектори /шийки/ на решеткообразния разпъващ елемент са разполо жени надлъжно под формата на ленти. Тези вътрешни колектори са закрепени в двата края съответно на вътрешната страна на един външен колектор. Стените на примките /отворите/ са оформени на тези вътрешни колектори чрез паралелни към стеблата огънати кантове. Тогава два от тези вътрешни колектори се съединяват равнинно един с друг за образуване на примката.

Изобретението си поставя задачата да усъвършенствува този известен горивен елемент на ядрен реактор и да реализира незначителни производствени толеранси за примките /отворите/ на реигеткообразния разпъващ елемент.

За решаването на тази задача горивният елемент на ядрен реактор от споменатия в началото вид,съгласно изобретението се характеризира сптова,че образуващият стена на примката между една първа и една втора примка първи вътрешен колектор със своя първи,паралелен към стеблата страничен кант се закрепва към паралелен на стеблата огънат кант о,който е разположен в ъгъла на един правилен шестоъгълник на вътрешния колектор между две други, образувани от втори вътрешен колектор страшна примката, от които едната стена на примката принадлежи на първата примка, а другата - на втората примка! че вторият, паралелен на стеблата страничен кант на първия вътрешен колектор и двата,паралелни към стеблата странични кантове на втория вътрешен колектор образуват група от три странични канта, че два от трите странични канта от тази група са закрепени съответно към паралелни на стеблата, намиращи се в ъг^ла на правилния шестоъгълник на вътрешния колещктор странични кантове на друг, втори вътрешен колектор и третият страничен кант от тази група се закрепва или на паралелните,на стеблата, намиращи се в ъгъла на един правилен шестоъгълник на вътрешния колектор странични кантове на друг, втори вътрешен колектор или на вътрешната страна на един външен колектор.

Вторият вътрешен колектор със закрепения върху неговия огънат кант първи вътрешен колектор е един относително малък базисен елемент за изграждането на решеткообразнив разпъващ елемент.

Този базисен елемент може да бъде изработен преди всичко при много точно спазване на номиналните размери. Една поредица от такива предварително изработени базисни елементи се монтират до решеткообразния разпъван елемент. При това едно отклонение на базисния елемент от неговите номинални размери се проявява само локално.в една малка област на ренеткообразния разпъван елемент и не се разпространява върху целия ренеткообразен разпъван елемент. Това означава, че в този ренеткообразен разпъван елемент мохе много точно да ое поддържа едно предварително зададено номинално разстояние между стеблата ана горивния елемент на ядрения реактор.

Едно целесъобразно изпълнение на горивен елемент на ядрен реактор съгласно изобретението се състои в това,че двете прорязани на вътрешната страна на един външен колектор, съответно образувани от един вътрешен колектор стени на примката на външните примки се е срещат под ъгъл 90° върху вътрешната страна на външния колектор. Така се улеснява изработването на решеткообразння разпъваш елемент. Едно друго целесъобразно изпълнение се състои в това,че една стена на примката притежава огъване /свод/ с паралелна на стеблата образуваща около паралелно на стеблата направление по посока на издигащите се върху огъването неподвижни контактни удебеления за едно стебло. С това се намалява загубата в налягането на протичащото в горивния елемент на ядрения реактор,в надлъжно направление на стеблата, охлаждащо средство.

Едно друго целесъобразно изпълнение, което в този случай води до понижаване на загубата в налягането на протичащото в горивния елемент на реактора, в надлъжно направление на стеблата охлаждащо средство се състои в това, че една стена на примката има огъване с паралелни на стеблата образуващи,около паралелно на стеблата направление и че върху огъването се издига контактна пружина за едно горивно стебло.

Изобретението и неговите предимства се поясняват по-добре чрез приложените фигури, къдетоι

Фиг.1 показва поглед отгоре на един ренеткообразен разпъващ елемент в една базисна равнина, перпендикулярна на горивните стебла на горивен елемент на ядрен реактор,съгласно изобретението Фиг.1а показва увеличен частичен разрез от фиг.1

Фиг.2 и 2а показват поглед отгоре и увеличение на един базисен елемент за разпъвам елемент съгласно фиг.1

Фнг.2в показва страничен поглед на базисен елемент съгласно фиг.2 и 2а в посока на стрелката в от фиг.2а

Фиг.2с показва страничен поглед на този базисен елемент в посока на стрелката с от фиг.2а

Фиг.З до 11 показват поглед отгоре и увеличение на други базисни елементи Ш до XI за репеткообразен разпъвам елемент съгл.фиг.1 Фиг.12 показва поглед отгоре за една друга форма на изпълнение на базисен елемент за репеткообразен разпъван елемент.

Един горивен елемент на ядрен реактор с ренеткообразен разпъван елемент,чийто контур е изобразен на фиг.1 има две фиксиращи плочи, между които се намира най-малко един такъв разпъван елемент.Един опорен прът 2,чиято надлъжна ос сключва ъгъл 90° с двете паралелни фикниращи плочи, е закрепен в двата си края съответно на една от двете фиксирани плочи. Това фиксиращо стебло 2 /опорен прът/ -по правило отворена от двата си края метална тръба- преминава през една примка на реиеткообразния разпъван елемент с контур съгл. фиг.1. Този разпъван елемент се закрепва например благодарение на своята форма към фиксираното стебло 2 между две втулки,твърдо стоя» ни извън фиксираното стебло 2. По-нататък са предвидени паралелни едно спрямо друго и паралелни спрямо фиксираното стебло 2,разположени на разстояние едно от друго,съдържани ядрено гориво,горивни стебла 3. Всяко от тези горивни стрбла 3 е прокарано през примка /отвор/ па разпъващия елемент о контур съгл. фиг.1 и е силово закрепен в тази примка с помощта на контактна пружина, конто притиска въпросното горивно стебло 3 радиално към две неподвижни контактни удебеления, съответно върху двете страни на примката в този отвор. Горивните стебла 3, всяко от които най-често представлява трйба, от циркониева сплав,напълнена с ядрено гориво, която на двата края е затворена газово уплътнено, не трябва да бъдат закрепени на двете фиксиращи плочи, а в надлъжно направление те имат хлабина между две то фиксиращи плочи и затова могат свободно да се разтягам, удължават в аксиално направление на горивния елемент на ядрения реактор. Решеткообразннят разпъвам елемент, чнйто изобразен на фиг.1 контур е в перпендикулярна на фиксиращото стебло 2 и горивните стебла 3 базисна равнина /равнината на чертежа/ притежава оребренн външни колектори /шОмм/ от ламарина. Тези външни колектори образуват контур в базисната равнина от еднакво дългите страни 4 на един правилен външен конектор шестоИгълник*

На стените на вътрешните примки 9 на реветкообразния разпъвам елемент външните колектори не са разделени, а стените на тези вътрешни примки 9 са образувани изключително от оребрвно разположени вът<*··w ревни колектори от ламарина.

Тези вътрешни колектори от ламарина образуват базисни елементи с поглед отгоре,съответетвувам на тези от фигури 2 до 7 и 11. Както показват фиг. 2а до 2с и чрез базисен елемент И, съгл. фиг.2, един такъв базисен елемент има първи вътрешен колектор 6 и втори вътрешен колектор 7, който притежава паралелен на фиксиращото стебло 2 и иа горивните стебла 3 огънет кант о.

Този огънат кант о се намира в средата между двата,в този случай паралелни към фиксиращото стебло 2 и горивните стебла 3,странични кантове 7а л 7в на втория вътрешен колектор 7. На този огънат кант о вторият вътрешен колектор 7 образува върху едната страна ъгъл от 120°, а върху другата страна ** ъгъл от 240°. На страната» на която вътреиннят колектор 7 образува ъгъл от 240°, се намира плоският първи вътрешен колектор 6»което обхвана втория вътренен колек тор 7 при огънатия кант о с две езичета» които имат разстояние помежду си и са оформени на първия«паралелен към стеблата 2 и 3 страничен кант 6а на първия вътрешен колектор 6. Върху страната на втория вътрешен колектор 7,върху която той образува ъгъл от 120°» двете езичета, които се намират на първия страничен кант 6а на първия вътренен колектор 6 са заварени като при това се образува заваръчен иев в на втория вътренен колектор 7,

Iia страната,на която вторият вътренен колектор 7 образува ъгъл от 120°» на горния и на долния край на втория вътренен колектор 7»в средата между неговия първи паралелен към стеблата 2 и 3 страничен кант 7а и огънатия кант о, е отпресовано по едно неподвижно контактно удебеление /пъпка/ за всяко горивно стебло 3. Две съответствуважи на тези неподвижни контактни удебеления 7с неподвижни контактни удебеления 7οό са оформени върху другата страна на втория вътрешен колектор 7»върху която този втори вътренен колектор 7 образува ъгъл 240°, в средата между вторият паралелен към стебV лата 2 и 3 страничен кант 7в и огънатия кант о. По едно от тези две неподвижни контактни удебеления 7с се намира на горния и на долния край иа втория вътренен колектор 7.

Накрая, върху една страна на първия вътренен колектор 6, в средата между горния и долния край на този първи вътренен колектор 6 е отщшцоваио пружинно езиче 6с като контактна пружина за едно горивно стебло 3 и то се намира в ъгловото пространство между първия вътренен колектор 6 и частта на втория вътренен колектор 7 между огънатия кант о и страничния кант 7а.

Базисните елементи Ш до VII и XI съгл. фигури 3 до 7 и съгл.

фиг.11 притежават съответно два вътревии колектора 6 и 7» от ко ито вътрешният колектор 7 има паралелен към стеблата 2 и 3 огънат кант о. На този огънат кант о вътрешният колектор 7 образува ъгъл 120° на едната страна и ъгъл 240° - на другата страна.Освен това тези два вътрешни колектора 6 и 7 са еднакво разположени и са закрепени по един и същи начин,както вътрешните колектори 6 и 7 на базисния елемент II от фиг.2. Базисните елементи III до VII и XI се различават от базисен елемент II съгл. фиг.2 чрез друго разпределение на пружинните езичета,съответствуващо на пружинното езиче 6с и на неподвижните контактни удебеления,съответствуващи на неподвижните контактни удебеления 7с и 7оС върху двата вътрешни колектори.6 и 7.

Ако при базисен елемент II съгл.фиг.2, елемент VI съгл.фиг.6 , елемент VII съгл.фиг.7 и XI съгл.фиг.11 един от двата вътрешни колектора 6 и 7 образува стена на примката между две външни примки 10, то разстоянието на паралелния към стеблата 2 и 3 страничен кант,към който този вътрешен колектор е заварен на вътрешната стена на един външен колектор до образувания от вътрешния колектор 7 огънат кант о на въпросния базисен елемент, е съответно по-голямо от разстоянието между двата други, паралелни към стеблата 2 и 3, странични кантове на този базисен елемент, които съответно са заварени в ъгъла на един правилен шестоъгълен вътрешен колектор,намиращ се на двата странични канта на вътрешните колектори на друг,втори базисен елемент.

По-нататък заварения на другия вътрешен колектор 7,вътрешен колектор 6 на базисни елементи VI и XI няма ннто контактни удебеления, нито пружинни езичета, а от двете страни е гладък и плосък,докато един друг,заварен към вътрешен колектор 7 вътрешен колектор 6 при базисен елемент VII съгл. фиг.7 има между горния и долния край щанцоване пружинно езиче като контактна пружина за горивно стебло

3.Вътрешният колектор 7 на базисни елементи VI и XI с огънат кант о има между този огънат кант о и паралелен на стеблата 2 и 3 страничен кант не само две,формирани в същото направление контактни удебеления , а и между тези двете контактни удебеления има също валцовано в противиположна посока пружинно езиче като контактна пружина за едно горивно стебло 3.

Базисните елементи III съгл. фиг.З и IV съгл.фиг.4 имат вътрешни колектори, единият от които, както фигДа показва особено добре» има огъване /свод/ в паралелна на стебла 2 и 3 посока с образуваща паралелна на стебла 2 и 3 съответно по посока на двете контактни удебеления, едното от които се издига върху горния - и долен край на базисния елемент, върху огъването. По този начин тези две контактни удебеления имат по-малка височина, отколкото контактното удебеление например на базисен елемент П съгл.фиг.2 и съобразно с това противопоставят охладителна среда,която протича през решеткообразния разпъващ елемент перпендикулярно на базисната равнина и с това-перпендикулярно на равнината на чертежа. При базисен елемент III съгл. фиг.З н при базисен елемент IV съгл.фиг.4, огъването /свода/ с двете контактни удебеления се намира между огънатия кант о и един от двата паралелен на стеблата 2 и 3 страничен кант на вътрешния колектор 7 върху този вътрешен колектор 7.

Базисните елементи VIII до X съгл.фиг.8 до 10 са обикновени отделни колектори, които имат или едно пружинно езиче, съответствуващо на пружинното езиче 6с на базисен елемент II, или по две неподвижни контактни удебеления, както неподвижните контактни удебеления 7с или 7d на базисен елемент 11 или освен пружинно езиче имат и контактни удебеления. Разстоянието между двата, паралелни към стеблата 2 и 3 странични канта на този единичен колектор е малко по-голямо от разстоянието на съответните два странични канта на вътрешния колектор 6 на базисен елемент II съгл.фиг.2, тъй като тези отделни колектори в случая трябва да бъдат заварени на вътрешната стена на един външен колектор.

За изработване на реаеткообразния разпъвай елемент съгл.фиг.1 се е

изработват първо базисните елемнти II до XI съгл«фиг· 2 до 11 и след това, както е показано на фиг.1, се разполагат във вътрешността на контура на правилния шестоъгълен външен колектор със страни 4 чрез образуване на вътрешни примки 9 с контур на примката от правилни шистоъгълни вътрешни колектори със същата дължина на страната както на външните примки 10. Прорязаните от външните колектори вътрешни колектори се срещат върху съответните вътрешни страни под ъгъл 90°.След заваряването на страничните кантове на вътрешния колектор на базисните елементи в ъглите на шестоъгълника на вътрешния колектор и на вътрешната стена на външния колектор се получава един решеткообразен разпъващ елемент, при който образуващият една стена на примката между първа и втора примка първи вътрешен колектор е закрепен с един от неговите паралелни на стебла 2 и 3 странични канта на паралелен към стебла 2 и 3 огънат кант о, които стебла се намират в един ъгъл на правилен шестоъгълник на вътрешния колектор между две други, образувани от втори вътрешен колектор стени на примката, едната от които стени принадлежи на първата примка, а другата - на втората примка. В другите ъгли на шестоъгълника на вътрешния колектор са заварени един с друг три вътрешни колектора, всеки към един паралелен на стебла 2 и 3 страничен кант.

На оребрено разположените външни колектори,към вътрешната стена на външния колектор са оформени неподвижни контактни удебеления 4а за горивните стебла 3. Тези неподвижни контактни удебеления 4а стърчат във външните примки 10 на реиеткообразния разпъващ елемент, които примки имат най-малко една,образувана от един външен колектор , стена на примката. Срещащите се върху вътрешите страни на външния колектор вътрешни колектори образуват принадлежащи към външните примки 10 стени, конто се срещат на вътрешната страна на съответния външен колектор под ъгъл 90°.

Базисният елемент съгласно фиг.12, на която еднаквите детайли имат еднакви означение с тези на фиг,2 и фиг.2а до 2с, притежава не само огъвания 7е с паралелни на стеблата 2 и 3 образуващи около паралелно на стеблата 2 и 3 направление по посока на контактните удебеления 7с и 7d. които се издигат върху въпросното огъване· а също върху едно такова огъване бе може да се издига пружинно езиче 6с като контактна пружина за горивно стебло 3. По този начин не само неподвижните контактни удебеления 7с и 7οί, но и пружинните езичета 6с създават незначително съпротивление на протичащата нервен пендикулярно към равнината на чертежа охладителна среда.

Claims

ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

1. Горивен елемент на ядрен реактор е разположени едно до друго и паралелно с разстояние помежду им стебла, от които най-малко едното е горивно стебло, съдържано ядрено гориво и които са прекарани през примки на решеткообразен разпъван елемент, както и със следните признаци» а/ реагеткообразният разпъван елеиент има оребрено разположени външни колектори от ламарина, които образуват в базисна равнина, перпендикулярна на тези стебла, контур на правилен шестоъгълник на външния колектор.

б/ реагеткообразният разпъван елемент има вътрешни примки /отвори/, чиито стени са образувани от разположени оребрено във вътренността на този контур вътрешни колектори от ламарина.

в/ ъглите на контура на примките на всички вътренни примки на реиетивобразния разпъващ елемент образуват в перпендикулярна към стеблата базисна равнина ъглите на правилни шестоъгълници на вътрешния колектор, които имат еднаква дължина на страните, г/ реиеткообразният разпъван елемент има вънини примки /отвори/, които притежават най-малко една стена, образувана от външен колектор и две други страни,прорязани на вътрешната страна на външен колектор, образувани от по един вътрешен колектор,

ХАРАКТЕРИЗИРАЩ СЕ С ТОВА, че образуваният стена на примката между една първа и една втора примка, първи вътрешен колектор /6/ със своя първи, паралелен към стеблата страничен кант /6а/ се закрепва към паралелен на стеблата /2,3/ огънат кант о, който е разположен в ъгъла на един правилен шестоъгълник на вътрешния колектор между две други, образувани от втори вътрешен колектор 7 стени на примката, от които едната стена на примката принадлежи на първата примка, а другата - на втората примнж;

че вторият, паралелен на стеблата /2,3/ страничен кант на първия вътрешен колектор /6/ и двата, паралелни към стеблата /2,3/ странич чни кантове /7а/ и /7 в/ на втория вътрешен колектор /7/ образуват група от три странични канта* че два от трите странични канта от тази група са закрепени съответно към паралелни на стеблата /2,3/, намиращи се в ъгъла на правилния шестоъгълник на вътрешния колектор странична кантове на друг, втори вътрешен колектор,а третият страничен кант от тази група се закрепва или на паралелните на стеблата /2,3/,намиращи се в ъгъла на един правилен шестоъгълник на вътрешния колектор странични кантове на друг, втори вътрешен колектор, или на вътрешната страна на външен колектор.
2. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 1, ХАРАКТЕРИЗИРАЩ СЕ С ТОВА, че двете прорязани на вътрешната дтрана на един външен колектор, съответно образувани от един вътрешен колектор страшна примката на външните примки /10/ се срещат под ъгъл 90° върху вътрешната страна на външния колектор.
3. Горивен елемент на ядрен реактор съгласно претенция 1, ХАРАКТЕРИЗИРАЩ СЕ С ТОВА, че една стена на примката притежава о огъване /свод//7е / с паралелна ма стеблата /2,3/ образуват около паралелно на стеблата /2,3/ направление по посока на издигащите се върху огъването /свода/ неподвижни контактни удебеления /7c,7d/ за едно стебло /3/.
4. Горивен елемнт на ядрен реактор съгласно претенция 1, ХАРАКТЕРИЗИРАЩ СЕ С ТОВА, че една стена на примката притежава огъване /бе/ с паралелни ма стеблата /2,3/ образуващи, около паралелно на стеблата /2,3/ направление и че върху огъването /бе/ се издига контактна пружина /6с/ за едно горивно стебло /3/.