CZ110893A3 - Nuclear reactor fuel element - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká palivového elementu jaderného reaktoru s podélnou schránkou, na jejímž jednom konci je upevněno koncové těleso palivového elementu, s přidržovacím tělesem, které je uspořádáno uvnitř schránky na koncovém tělesu, a s palivovými tyčemi uvnitř schránky, z nichž každá svým jedním koncem zasahuje do přidržovacího tělesa.

Dosavadní stav techniky

Takový palivový element jaderného reaktoru je známý z časopisu Materiál Science Fórum (1989) sv. 48-49, str. 403-423, zejména str. 404. U tohoto známého palivového elementu přidržovací těleso palivové tyče upevněno na koncovém tělese palivového elementu. Z toho důvodu není možno palivové tyče tohoto známého palivového elementu v době odstavení jaderného reaktoru ani zkontrolovat ani vyměnit. Jestliže v případě poruchy palivové tyče uvolňuje takový palivový element radioaktivní produkty štěpení, může být tento palivový element vyřazen pouze jako celek a připraven ke zneškodnění.

Úkolem vynálezu proto je, vylepšit provedení známého palivového elementu tak, aby byla umožněna jak kontrola, tak i výměna palivových tyčí.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje palivový element jaderného reaktoru s podélnou schránkou, na jejímž jednom konci je upevněno koncové těleso palivového elementu, s přidržovacím tělesem, které je uspořádáno uvnitř schránky na koncovém tělesu, a s palivovými tyčemi uvnitř schránky, z nichž každá svým jedním koncem zasahuje do přidržovacího tělesa, podle vynálezu, jehož podstatou je, že přidržovači těleso je uspořádáno volně uvnitř schránky a je opatřeno místem uchopení pro zdvihací ústrojí pro vyzdvihnutí přidržovacího tělesa ze schránky.

Protože je přidržovači těleso palivové tyče uspořádáno uvnitř schránky pro palivový element volně, může být zdvihací zařízení po odstranění koncového tělesa palivového elementu na druhém konci schránky zavedeno do této schránky a může v místě uchopení uchopit přidržovači těleso, které je potom možno spolu s palivovými tyčemi ze schránky vyzdvihnout. Potom je možno palivové tyče zkontrolovat nebo vyměnit.

Podle výhodného provedení vynálezu je místem uchopení díra v přidržovacím tělese, probíhající v podélném směru schránky, v níž je upraven vnitřní závit pro zdvihací ústrojí, vytvořené jako tyč, opatřená na jednom konci vnějším závitem. Díra, provedená jako průchod, je prodloužena objímkou, nacházející se na vnější straně přidržovacího tělesa, s výhodou objímkou, přecházející jako jeden kus do uzavřené matice, která zasahuje do dutého prostoru v koncovém tělese palivového elementu, a v níž je upraven vnitřní závit. Přitom je objímka tvořena uzavřenou maticí, která je zašroubována do díry přidržovacího tělesa, vytvořené jako průchod.

Podle dalšího výhodného provedení uzavřená matice je vytvořena na jednom konci trubky, která je zašroubována do díry přidržovacího tělesa, vytvořené jako průchod, a jejíž druhý konec se nachází na vnitřní straně přidržovacího tělesa a je otevřený.

Podle dalšího výhodného provedení je na vnitřní straně přidržovacího tělesa v díře, provedené jako průchod, zašroubována jedním koncem trubka, která je otevřena na obou koncích.

Dále je výhodné, když uzavřená matice a trubka mají vnější závity stejného smyslu pro zašroubování do díry přidržovacího tělesa, vytvořené jako průchod, přičemž vnitřní závit uzavřené matice má opačný smysl než vnější závity uzavřené matice a trubky. Trubka je s výhodou zajištěna proti otáčení kolem své podélné osy distančním držákem ve schránce, kterými jsou vedeny tato trubka a palivové tyče.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje v podélném řezu palivový element jaderného reaktoru podle vynálezu, ' obr. 2 řez podél čerchované čáry II-II z obr. 1, obr. 3 půdorys detailu jednotlivého dílu palivového elementu jaderného reaktoru podle obr. 1 a 2, obr. 4a 5 v podélném řezu další provedení jednotlivého dílu palivového elementu jaderného reaktoru podle obr. 1 a 2.

Příklady provedení vynálezu

Palivový element jaderného reaktoru, znázorněný na obr. 1 a 2, má koncové těleso, kterým je patní díl 2. Tento patní díl 2. palivového elementu je dutým tělesem z nerezové oceli, který má na svém horním konci vnější obrys ve tvaru pravidelného šestiúhelníka.

Tímto horním koncem zasahuje patní díl 2 palivového elementu do podélné schránky 3, která je provedena ze slitiny zirkonia. Průřez schránky 3. představuje rovněž pravidelný šestiúhelník, takže tato schránka 3 na svém dolním konci zcela dosedá svou vnitřní plochou na vnější plochu patního dílu 2. Na tomto patním dílu 2 je schránka 2 upevněna radiálně nasměrovanými šrouby 4.

Uvnitř schránky 3 je umístěno ploché přidržovací těleso 5 s vnějším obrysem ve tvaru pravidelného šestiúhelníka, který je přizpůsoben vnitřnímu obrysu schránky 2. Přidržovací těleso 5 je uspořádáno volně ve schránce 3, kolmo k podélné ose schránky 2/ a dosedá volně na patní díl 2 palivového elementu.

Jak znázorňuje půdorys na obr. 3, je toto přidržovací těleso 5 sestaveno siťovité z objímek 6. z nerezové oceli. Podélné osy těchto objímek 6 jsou rovnoběžné s podélnou osou schránky 2· Dále jsou vnější strany těchto objímek 6 pevně spojeny navzájem žebry 2 z nerezové oceli.

Ve schránce 2 jsou rovnoběžně s její podélnou osou uspořádány palivové tyče 8, vyplněné jaderným palivem, přičemž každá palivová tyč 8 je svým dolním koncem volně zasunuta do jedné objímky 6 přidržovacího tělesa 5.

Objímka 6a ve středu přidržovacího tělesa 5 má větší vnitřní i vnější průměr než ostatní objímky 6. Tvoří v přidržovacím tělese 5 díru, provedenou jako průchod. Dále je opatřena vnitřním závitem. Do této objímky 6a je zašroubována dlouhá trubka 9 ze slitiny zirkonia, která je opatřena na svém konci, zašroubovaném do vnitřního závitu objímky 6a, odpovídajícím vnějším závitem. Na tomto zašroubovaném konci tvoři trubka 9 uzavřenou matici 10, která se nachází na vnější straně přidržovacího tělesa 5. Uzavřená matice 10 zasahuje do dutého prostoru patního dílu 2 palivového elementu. Je opatřena dírou 11 ve formě průchodu v podélném směru schránky 2· Dále je opatřena vnitřním závitem. Nad vnitřní stranou přidržovacího tělesa 5 je umístěn druhý konec trubky 9, který je otevřený. Touto trubkou 9 může být například přístrojová trubka pro umístění termočlánků a/nebo měřicích sond toku neutronů.

Jak trubka 9, tak i palivové tyče 8, .jsou vedeny oky distančních držáků 12.· Tyto distanční držáky 12 mají vnější obrys ve formě pravidelného šestiúhelníka a jsou přizpůsobeny vnitřnímu průřezu schránky 2· ^v každém oku tohoto distančního držáku 12, která jsou uspořádána kolmo k podélné ose schránky '2 ^s odstupem navzájem od sebe v podélném směru této schránky 2, jsou přidržovány palivové tyče 8 pevnými výstupky a pružinami^ Trubka 9 je tvarovým tělesem přidržována neotočně ř v každém distančním držáku 12.· Distanční držáky 12 samotné jsou tvarovými tělesy fixovány vně na trubce 9_v podélném směru schránky 2· Na obr. 1 je schematicky znázorněn pouze jediný distanční držák 12.

Na horním konci schránky 2 je uvnitř této schránky 2 umístěno přídavné přidržovací těleso 13 palivové tyče 8, které je provedeno z nerezové oceli, a podobně jako přidržovací těleso 5, dosedající volně na patní díl 2 palivového elementu, je sestaveno z objímek s osou rovnoběžnou s podélnou osou schránky 2 a z žeber. Každá palivová tyč 2 zasahuje svým horním koncem do jedné z těchto objímek, zatímco trubka 9 i prochází objímkou ve středu přídavného přidržovacího tělesa

13. jí přiřazenou. Mezi přídavným přidržovacím tělesem 13 a přidržovacím tělesem 5 na patním dílu 2 palivového elementu je na každé palivové tyči 2 uspořádána tlačná pružina 14., která svým jedním koncem dosedá na vnitřní stranu přídavného přidržovacího tělesa 13 a svým druhým koncem na osazení vnější plochy příslušné palivové tyče 2·

Na okraji přídavného přídržného tělesa 13 jsou umístěny jazýčky 15 které v podélném směru schránky 3. přesahují vnější stranu horního přídavného přidržovacího tělesa 13.. Tyto jazýčky 15 zasahují svými horními konci do vybrání 16 hlavy 17 palivového elementu, která je na horním konci schránky 2 do této schránky 3 vložena jako další těleso palivového elementu. Tato hlava 17 je dutým tělesem a je vůči schránce 3. natočitelná z jedné koncové polohy kolem střední osy schránky 3 do jiné koncové polohy, znázorněné na obr. 1, ve které tato hlava 17 obvodovými žebry 18 na své vnější straně zasahuje do příslušných zářezů 19 uvnitř ve schránce 3, a tak je touto schránkou 3. účinkem tlačných pružin 14 fixována vzhledem k podélnému směru schránky 3.

Pro vyjmutí palivových tyčí 8 Ze schránky 3. se přídavné přidržovací těleso -13 pomocí nástroje vedeného dutým prostorem hlavy 17 v podélném směru schránky 3, ve směru.....k dolnímu přidržovacímu tělesu 5, posune, čímž se aretování hlavy 17 zruší. Protože rovněž jazýčky 15 přídavného přidržovacího tělesa 13 již nezasahují do vybrání 16, může se hlava 17 potom natočit kolem podélné osy schránky 3. z jedné koncové polohy, znázorněné na obr. 1 a 2, do druhé koncové polohy a ze schránky 3. vytáhnout ven. Potom se zavede trubkou 9 až k uzavřené matici 10 čárkovaně naznačená tyč 20, opatřená na konci vnějším závitem, která se svým otáčením kolem podélné osy zašroubuje do vnitřního závitu uzavřené matice 10. Tato tyč 20 představuje zdvihací ústrojí, kterým se přidržovací těleso 5, volně dosedající na patní díl 2. palivového elementu, spolu s trubkou 9, palivovými tyčemi 8, distančními držáky 12. a přídavným přidržovacím tělesem 13 může ze schránky 3. vytáhnout. Protože tyč 20 působí na vnější straně přidržovacího tělesa 5, je selhání trubky 9 vyloučeno.

Obr. 4 znázorňuje objímku 6a určenou pro dosednutí přidržovacího télesa 5 na patní díl 2 palivového elementu z obr. 3. Tato objímka 6a tvoří v přidržovacím tělese 5 díru, působící jako průchod. Tato díra je prodloužena uzavřenou maticí 10, do níž objímka 6a jako jeden kus přechází, a v níž je upraven vnitřní závit pro tyč 20 sloužící jako zdvihací ústrojí. Uzavřená matice 10 se nachází na vnější straně přidržovacího tělesa a zasahuje do dutého prostoru patního dílu 2 palivového elementu.

Na obr. 5 je přidržovači těleso 5 provedeno jako deska s děrami 21 tvořícími průchody, do nichž volně zasahují svým jedním koncem palivové tyče 8. V centrální díře 21a je zašroubován z vnitřní strany přidržovacího tělesa 5 jeden 'konec trubky 9., otevřené na obou koncích, přičemž z vnější strany je zašroubována uzavřená matice 10. Tato uzavřená matice 10 . je opatřena vnitřním závitem pro zašroubování tyče 20. který je opačného smyslu než vnější závity na trubce 9 a uzavřené matici 10, takže šroubové spojení trubky 9. a uzavřené matice 10 s přidržovacím tělesem 5 se nemůže při zašroubovávání tyče 20 uvolnit.

i 2- -

PATENTOVÉ I N ÁR OKY

Claims (9)

1. PATENTOVÉ I N ÁR OKY

   1. Palivový element jaderného reaktoru s podélnou schránkou, na jejímž jednom konci je upevněno koncové těleso palivového elementu, s přidržovacím tělesem, které je uspořádáno uvnitř schránky na koncovém tělesu, a s palivovými tyčemi uvnitř schránky, z nichž každá svým jedním koncem zasahuje do přidržovacího tělesa, vyznačující se tím, že přidržovací těleso (5) je uspořádáno volně uvnitř schránky (3) a je opatřeno místem uchopení pro zdvihací ústrojí pro vyzdvihnutí přidržovacího tělesa (5) ze schránky (3).
2. 2. Palivový element podle nároku 1, vyznačuj ící se t ia, že místem uchopení je díra v přidržovacím tělese (5), probíhající v podélném směru schránky (3), v níž je upraven vnitřní závit pro zdvihací ústrojí, vytvořené jako tyč (20), opatřená na jednom konci vnějším závitem.
3. 3. Palivový element podle nároku 2, vyznačuj ící se t í m, že díra je provedena jako průchod.
4. 4. Palivový element podle nároku 3, vyznačuj ící se t í m, že díra, provedená jako průchod, je prodloužena objímkou, nacházející sena vnější straně přidržovacího tělesa (5), s výhodou objímkou, přecházející jako jeden kus do uzavřené matice, která zasahuje do dutého prostoru v koncovém tělese palivového elementu, a v níž je upraven vnitřní závit.
5. 5. Palivový element podle nároku 4, vyznačuj ící se tím, že objímka je tvořena uzavřenou maticí (10), která je zašroubována do díry přidržovacího tělesa (5), vytvořené jako průchod.
6. 6. Palivový element podle nároku 5, vyznačuj ící se t í m, že uzavřená matice (10) je vytvořena na jednom konci trubky (9), která je zašroubována do díry přidržovacího tělesa (5), vytvořené jako průchod, a jejíž druhý konec se nachází na vnitřní straně přidržovacího tělesa (5) a je otevřený.
7. 7. Palivový element podle nároku 5, vyznačuj ící se t í m, že na vnitřní straně přidržovacího tělesa (5) je v díře, provedené jako průchod, zašroubována jedním koncem trubka (9), která je otevřena na obou koncích.
8. 8. Palivový element podle nároku 7, vyznačuj ící se tím, že uzavřená matice (10) a trubka (9) mají vnější závity stejného smyslu pro zašroubování do díry přidržovacího tělesa (5) vytvořené jako průchod, přičemž vnitřní závit uzavřené matice (TO) má opačný smysl než vnější závity uzavřené matice (10) a trubky (9).
9. 9. Palivový element podle jednoho z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že trubka (9) je zajištěna proti otáčení kolem své podélné osy distančním držákem (12) ve schránce (3), kterými jsou vedeny tato trubka (9) a palivové