CZ284357B6 - Skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor - Google Patents

Abstract

Skupina obsahuje svazek palivových článků (1) svisle uspořádaných v konstrukci sestavené z distančních mříží (2) upevněných na trubkových kanálech (3), na jejichž přečnívajících koncích je uspořádán koncový díl (4) a na horních koncích je nasazena dálkovým ovládacím zařízením snímatelná hlava (5), která sestává z dolní desky (6) a horní desky (8) opatřené otvory (7, 9), přičemž tyto desky (6, 8) jsou svými otvory (7, 9) nasazeny na vodicích pouzdrech (11). Na jednom konci vodicích pouzder (11) jsou provedeny podélné zářezy (19) a prstencovité drážky (32), zajišťující oddělitelnost spojení hlavy (5) s trubkovými kanály (3), přičemž vodicí pouzdra (11) jsou spojena s horními konci trubkových kanálů (3) vyčnívajících ze svazku palivových článků (1) a svým vnitřním osazením (31) jsou opřena o čelní strany (34) trubkových kanálů (3). Dále skupina obsahuje pružiny (10) uspořádané na vodicích pouzdrech (11) mezi dolní a horní deskou (6, 8), dolní doraz (16) pro zabránění uvolnění tlaku pružinŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká skupiny jaderného paliva pro jaderný reaktor, obsahující svazek palivových článků svisle uspořádaných v konstrukci sestavené z distančních mříží upevněných na trubkových kanálech, na jejichž přečnívajících koncích je uspořádán koncový díl a na horních koncích je nasazena dálkovým ovládacím zařízením snímatelná hlava sestávající z dolní desky a homí desky opatřených otvory, přičemž tyto desky jsou svými otvory nasazeny na vodicích pouzdrech, na jejichž jednom konci jsou provedeny podélné zářezy a prstencovité drážky zajišťující oddělitelnost spojení hlavy s trubkovými kanály, přičemž vodicí pouzdra jsou spojena s horními konci trubkových kanálů vyčnívajících ze svazku palivových článků a svým vnitřním osazením jsou opřena o čelní strany trubkových kanálů, a dále obsahující pružiny uspořádané na vodicích pouzdrech mezi dolní a homí deskou, dolní doraz pro zabránění uvolnění tlaku pružin směrem dolů, homí doraz pro zabránění uvolnění tlaku pružin směrem vzhůru, který je uspořádán na vodicích pouzdrech nad homí deskou, a omezovač pohybu dolní desky směrem dolů, techniky v oblasti jaderné energie.

Dosavadní stav techniky

Je známa skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor (US patentový' spis č. 4687619. G21C 19/20, 1987), obsahující svazek palivových článků svisle uspořádaných v konstrukci sestavené z distančních mříží upevněných na trubkových kanálech. Na jejich přečnívajících koncích je dole upevněn koncový díl a na horním konci je napojena snímatelná hlava, která sestává z dolní a homí desky opatřené otvory, jimiž procházejí vodici pouzdra vytvořená jako nátrubky, které jsou pevné spojeny s trubkovými kanály pomocí prstencovitých drážek obepínajících na těchto kanálech vytvořené prstencové nákružky. Mezi dolní a homí deskou hlavy jsou souose se zmíněnými vodícími pouzdry uspořádány pružiny v částečně stlačeném stavu. Souosost těchto pružin a vodicích pouzder je zajištěna pomocí podložek, které jsou usazeny v upínkách vytvořených v podpěrné desce a svými prstencovými nákružky zasahují na homí čelní straně do mezery mezi stěnami vodicích pouzder a mezi pružinami. V částečně stlačené poloze jsou pružiny udržovány pomocí dvou dorazů: jeden z nich, dolní doraz, je uspořádán dole pod podpěrnou deskou a druhý, homí doraz, je nad nosnou deskou. Oba dorazy jsou vytvořeny jako pouzdra napojená na vodicí pouzdra, která svými čelními plochami v prvním případě omezují pohyb dolní desky směrem dolů a v druhém případě omezují pohyb homí desky směrem vzhůru, čímž je zabráněno uvolňování tlaku pružin jak směrem dolů, tak i nahoru. Rozebíratelnost spoje hlavy s trubkovými kanály je zabezpečena závitovým spojením vodicích pouzder a pouzder sloužících jako homí doraz. Na vnější ploše těchto pouzder jsou provedeny podélné drážky , pomocí nichž mohou pouzdra při montáži hlavy být speciálním zařízením zašroubována nebo při demontáži hlavy vyšroubována. Proti nežádoucímu uvolnění spoje je hlava zajištěna pojistkou závitového spoje tak, že se fragmenty stěn vodicích pouzder stlačí a tím se zabrání jejich otáčení. Odblokování tohoto spoje se provádí odtlačením těchto fragmentů.

U známé skupiny jaderného paliva jsou operace spojené s montáží a demontáží hlavy velmi pracné, neboť hlavu je třeba nasazovat a snímat po jednotlivých dílech, nikoliv najednou. Tak například při demontáži hlavy za účelem zabezpečení přístupu k poškozeným palivovým článkům je třeba nejdříve uvolnit všechny závitové spoje pouzder s vodícími pouzdry, nato je třeba tato pouzdra jednotlivě vyšroubovat, načež je třeba vyjmout všechny pružiny a dolní desku včetně podložek. Po dokončení výměny poškozených palivových článků je třeba celý postup obráceně znovu opakovat.

- 1 CZ 284357 B6

Kromě montážního zařízení je také třeba použít ještě celou řadu dalších zařízení pro manipulaci s jednotlivými částmi hlavy. Toho je zvláště třeba v případech, kdy je nebezpečí ozářeni obsluhujícího personálu například při sestavování skupiny jaderného paliva, tvořeného uranem a plutoniem. Navíc jsou zapotřebí zařízení pro ukládání jednotlivých dílů hlavy, aby se zabránilo 5 nebezpečí jejich ztráty při opravách v atomových elektrárnách.

U skupiny jaderného paliva je také málo spolehlivé připojení její hlavy, neboť při manipulaci s jednotlivými částmi hlavy pomocí dálkově ovládaných zařízení není vyloučena možnost poškození závitů jak na pouzdrech, tak i na vodicích pouzdrech, jakož i možnost poškození 10 trubkových kanálů, pokud není zajištěno stejnoměrné utahování závitových spojů, neboť jinak při technologických transportních operacích skupiny jaderného paliva dochází k nerovnoměrnému zatěžování trubkových kanálů.

Pomocí montážního zařízení se provádí jen zašroubování nebo vyšroubování pouzder 15 zajišťujících rozebíratelnost spojení a není zabezpečen celý komplex prací spojených s montáží a demontáží hlavy skupiny jaderného paliva v libovolném úseku jeho životnosti, to je od výroby až po jeho novou úpravu.

Dále je známa skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor, obsahující svazek palivových 20 článků, které jsou svisle uspořádány v konstrukci sestavené z distančních mříží, upevněných na trubkových kanálech, a dále obsahující hlavu, která je uspořádána na horních koncích trubkových kanálů, kterou lze sejmout pomocí dálkově ovládaného zařízení, a navíc obsahující dolní a horní desku s otvory. Tyto desky jsou upevněny pomocí vodicích pouzder prostrčených těmito otvory, na jejichž jednom konci jsou upraveny zářezy a kruhové drážky, jimiž je zajištěna 25 rozebíratelnost spojení hlavy s trubkovými kanály. Přitom jsou vodicí pouzdra spojena s horními konci trubkových kanálů a svými vnitřními stupni se opírají o čelní strany těchto kanálů. Mezi dolní a horní deskou hlavy jsou na zmíněných pouzdrech uspořádány pružiny v částečně stlačeném stavu. V tomto stavu jsou pružiny udržovány pomocí dvou dorazů: jedním dolním dorazem, který zabraňuje uvolnění tlaku pružiny směrem dolů a je vytvořen ve tvaru podložky 30 uspořádané mezi dolní deskou a pružinami, s opěrou proti stupňům, které jsou vytvořeny čelními stranami pouzder pevně uložených na vodicích pouzdrech, a jedním horním dorazem, který je vytvořen jako odnímatelná deska, která je na vodicích pouzdrech nad horní deskou. Tato odnímatelná deska omezuje pohyb horní desky směrem vzhůru a tím brání uvolňování pružin směrem vzhůru. Pohyb dolní desky směrem dolů omezuje omezovač se stupni, které jsou 35 vytvořeny pod touto deskou na výše uvedených pouzdrech. Pro uvolňování spoje hlavy slouží prvky ve tvaru kruhových drážek s obrubami a podélnými zářezy, jimiž jsou opatřeny horní konce vodicích pouzder.

Známá snímatelná deska je opatřena otvory s proměnným průchozím průřezem. Tyto otvory jsou tu opatřeny elastickými lamelami umístěnými v určitém uspořádání a obepínají vodicí pouzdra na dně kruhových drážek, a je-li hlava skupiny jaderného paliva nasazena, opírají se svými čelními stranami o obruby těchto kruhových drážek. Pomocí speciálního nástroje, zavedeného podélnými zářezy do vodicích pouzder, jsou rozpínatelné a při demontáži nebo montáži hlavy jsou schopny propustit konce těchto pouzder (přihláška DE č. 2845515. G 21C 3/04. 1979).

U zmíněné skupiny jaderného paliva je však nedostatkem, že spojení její hlavy není příliš spolehlivé, neboť není vyloučeno poškození nejslabšího konstrukčního prvku tohoto spojení lamel, které jsou prakticky vystaveny všem zatížením, která za provozu působí na skupinu jaderného paliva.

Nepříliš vysoká spolehlivost připojení hlavy a její komplikovaná montáž a demontáž je zvláště zřejmá při použití známého technického řešení u skupiny jaderného paliva s velkým počtem trubkových kanálů, obsahující například osmnáct takových trubkových kanálů.

o

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit skupinu jaderného paliva pro jaderný reaktor, jehož konstrukční provedeni by umožnilo pomocí určitého provedení vodicích pouzder a použití nových 5 konstrukčních prvků zvýšit spolehlivost spojení hlavy s trubkovými kanály, v nichž se přesouvají absorpční prvky regulačního orgánu jaderného reaktoru, a které by zjednodušilo proces montáže a demontáže hlavy skupiny jaderného paliva.

Tento úkol je vyřešen u skupiny jaderného paliva pro jaderný reaktor, obsahující svazek palivových článků svisle uspořádaných v konstrukci sestavené z distančních mříží upevněných na trubkových kanálech, na jejichž přečnívajících koncích je uspořádán koncový díl a na horních koncích je nasazena dálkovým ovládacím zařízením snímatelná hlava sestávající z dolní desky a homí desky opatřených otvory, přičemž tyto desky jsou svými otvory nasazeny na vodicích pouzdrech, na jejichž jednom konci jsou provedeny podélné zářezy a prstencovité drážky zajišťující oddělitelnost spojení hlavy s trubkovými kanály, přičemž vodicí pouzdra jsou spojena s horními konci trubkových kanálů vyčnívajících ze svazku palivových článků a svým vnitřním osazením jsou opřena o čelní strany trubkových kanálů, a dále obsahující pružiny uspořádané na vodicích pouzdrech mezi dolní a homí deskou, dolní doraz pro zabránění uvolnění tlaku pružin směrem dolů, homí doraz pro zabránění uvolnění tlaku pružin směrem, vzhůru, který je 20 uspořádán na vodicích pouzdrech nad homí deskou, a omezovač pohybu dolní desky směrem dolu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vodicí pouzdra na svých dolních koncích, spojených s horními konci trubkových kanálů, jsou opatřena podélnými zářezy a vnitřními prstencovitými drážkami, zatímco homí doraz je pevně spojen s horními konci vodicích pouzder, přičemž skupina jaderného paliva obsahuje závěrné deskovité zařízení pevně spojené s dolní deskou a 25 opatřené otvory, v nichž jsou uloženy dolní konce vodicích pouzder s podélnými zářezy a prstencovitými drážkami objímajícími nákružky trubkových kanálů.

Je účelné, je-li homí doraz tvořen pouzdrem, které je pevně spojeno s každým vodicím pouzdrem, zatímco dolní doraz a omezovač pohybu dolní desky jsou tvořeny nákružky na 30 vodicích pouzdrech, uspořádanými pod dolní deskou.

Je rovněž účelné, je-li omezovač pohybu dolní desky proveden jako alespoň jedna spojka spojující homí a dolní desku a jako alespoň jeden na trubkovém kanálu pod závěrným deskovitým zařízením uspořádaný doraz, zatímco homí doraz je tvořen objímkou pevně spojenou 35 s každým vodicím pouzdrem, přičemž dolní dorazy jsou podložky, které jsou uspořádány nad dolní deskou a vzhledem k nákružkům na vodicích pouzdrech jsou opatřeny podpěrou.

Je rovněž výhodné, jsou-li omezovač pohybu dolní desky směrem dolů a dolní doraz vytvořeny jako alespoň jedna spojka spojující dolní desku s horním dorazem.

Vynález umožňuje zvýšit spolehlivost spojení hlavy s trubkovými kanály, v nichž se přesouvají absorpční prvky regulačního orgánu jaderného reaktoru.

Konstrukce skupiny jaderného paliva podle vynálezu ve výrobních podnicích umožňuje zlepšit 45 podmínky jejího sestavování a oprav ve výrobních podnicích, zkrátit dobu oprav skupiny jaderného paliva spojených s výměnou netěsných palivových článků v atomové elektrárně, jakož i zlepšit podmínky demontáže skupiny jaderného paliva v podnicích pro nové zpracováni jaderného paliva.

Skupina jaderného paliva je vysoce výkonná, vykazuje vysokou statickou i dynamickou pevnost a je vhodná pro sériovou výrobu.

-3 CZ 284357 B6

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech, kde obr. 1 představuje celkový pohled na skupinu jaderného paliva s její hlavou v osovém řezu, obr. 2 osový řez hlavou skupiny jaderného paliva pro jaderný reaktor ve zvětšeném měřítku v prvním příkladném provedení, obr. 3 ve zvětšeném měřítku osový řez trubkovým kanálem, vodicím pouzdrem a částí dolní desky, obr. 4 osový řez spojením trubkového kanálu s vodicím pouzdrem ve skupině jaderného paliva, obr. 5 osový řez hlavou skupiny jaderného paliva v druhém příkladném provedení, kde hlava je opatřena spojovacím prvkem dolní a homí desky, obr. 6 osový řez hlavou skupiny jaderného paliva ve třetím příkladném provedení, kde hlava je opatřena spojovacím prvkem spojujícím dolní desku s homí deskou.

Příklady provedení wnálezu

Skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor obsahuje svazek palivových článků 1 (obr. 1), které jsou svisle uspořádány v konstrukci sestávající z distančních mříží 2 upevněných na trubkových kanálech 3 a dále obsahuje koncový díl 4 spojený s dolními konci trubkových kanálů 3 a se snímatelnou hlavou 5, která je nasazena na horních koncích trubkových kanálů 3 tak, že je možné její dálkově ovládané snímání.

Hlava 5 sestává z dolní desky 6 s otvory 7 a z homí desky 8 s otvory 9. Mezi deskami 6. 8 jsou uspořádány pružiny 10 v částečně stlačeném stavu. Dále hlava 5 obsahuje vodicí pouzdra 11. která jsou s vůlí zasazena do otvorů 7 a 9 dolní desky 6 a horní desky 8, a závěrné deskovité zařízení 12. které je uspořádáno ve výši dolních konců vodicích pouzder 11 pod dolní deskou 6 a prstencovým pláštěm 13 (obr. 2) a je s touto dolní deskou 6 pevné spojeno například svarem.

Homí deska 8 je opatřena pláštěm 14 (obr. 1, 2), na němž jsou uspořádány úchytné prvky 15 například ve tvaru klínů, určené pro usnadnění obsluhy skupiny jaderného paliva a pro uchopení její hlavy pomocí neznázoměných technologických přepravních zařízení. Plášť 14 může být s homí deskou 8 (obr. 2) spojen například svarem.

Pružiny 10 (obr. 1, 2) jsou udržovány v částečné stlačeném stavu dolními dorazy 16 a horními dorazy 17. které jsou uspořádány na vodicích pouzdrech 11 pod dolní deskou 6 a nad homí deskou 8. Závěrné deskovité zařízení 12 je opatřeno otvory 18, v nichž jsou uloženy dolní konce vodicích pouzder 11 s podélnými zářezy 19, která jsou spojena s horními konci trubkových kanálů 3.

Dolní dorazy 16 svou homí čelní stranou omezují pohyb dolní desky 6 směrem dolů a tím brání i uvolnění tlaku pružin 10 v tomto směru.

Homí dorazy 17 omezují svou dolní čelní stranou pohyb homí desky 8 směrem vzhůru a tím brání také uvolnění tlaku pružin 10 v tomto směru.

Přitom je každý homí doraz 17, bránící uvolnění tlaku pružin 10 směrem vzhůru, pevně spojen s horním koncem vodícího pouzdra 11.

Dolní dorazy 16 mohou například být provedeny mechanickým opracováním jako nákružky 20 (obr. 2) na vodicích pouzdrech 11 nebo navařením objímek 21 (obr. 5) na tato vodicí pouzdra 11.

Homí dorazy 17 (obr. 2) mohou být provedeny jako pouzdra 22 nebo závitem opatřené objímky 23 ( 5), které se na vodicí pouzdra 11 navaří po uložení homí desky 8.

-4CZ 284357 B6

Hlava 5 je také opatřena omezovačem 24 pohybu dolní desky 6 směrem dolů, který má rovněž tvar nákružků 20.

Dolní konce vodicích pouzder 11 jsou pomocí rozebíratelného spoje spojeny s konci trubkových 5 kanálů 3, vyčnívajících ze svazku palivových článků 1Za tímto účelem jsou trubkové kanály 3 (obr. 3) opatřeny nákružky 25 se zkosením 26 a 27. zatímco vodicí pouzdra 11 jsou v dolní části opatřena podélnými zářezy 19 pro zajištění pružení a pohyblivosti stěn 28. Tato část vodicích pouzder 11 je opatřena vnitřním tvarováním 29, které io začíná vstupním zkosením 30 a končí vnitřním osazením 31. Ve stěnách 28. opatřených podélnými zářezy 19, jsou z vnitřní strany vytvořeny prstencovité drážky 32 se zkosením 33, přičemž tyto prstencovité drážky 32 jsou vzhledem k vnitřnímu osazení 31 uspořádány podobně, jako jsou uspořádány přiřazené nákružky 25 vzhledem k čelním stranám 34 trubkových kanálů 3.

Při montáži zmíněného spoje vstupují konce trubkových kanálů 3 do vodicích pouzder 11, až svými čelními stranami 34 dosednou na vnitřní osazení 31, přičemž nákružky 25, jejichž zkoseni 26 spolupůsobí se vstupním zkosením 30, od sebe odtlačí stěny 28 vodicích pouzder 11 opatřených podélnými zářezy 19 a zapadnou do prstencovitých drážek 32. Nato se podélnými zářezy 19 opatřené stěny 28 (obr. 4) v důsledku působení pružných sil vrátí do výchozí polohy a 20 prstencovité drážky 32 obejmou nákružky 25, čímž ukončí spojení vodicích pouzder 11 s trubkovými kanály 3. Proti nežádoucímu uvolnění je toto spojení zajištěno pomocí otvoru 18. jimiž je opatřeno závěrné deskovité zařízení 12. Tyto otvory 18 obepínají svými stěnami stěny 28 vodicích pouzder 11, opatřené podélnými zářezy 19. a zabraňují vysunutí trubkových kanálů 3, neboť nákružky 25 jsou stěnami prstencovitých drážek 32 vodicích pouzder 11 zajišťují možnost 25 uvolňování spoje hlavy 5 s trubkovými kanály 3. Ve fixované poloze je závěrné deskovité zařízeni 12 udržováno prstencovým pláštěm 13 a dolní deska 6 dolními dorazy 16 omezujícími její pohyb směrem dolů, a pružinami 10, jejichž tlačná síla směrem vzhůru je omezena.

Demontáž spojení vodicích pouzder 11 s trubkovými kanály 3 lze provést po odblokování tohoto 30 spoje. K tomu je třeba zvednout závěrné deskovité zařízení 12 proti směru tlaku pružin 10. až stěny 28 s podélnými zářezy 19 vodicích pouzder 11 opustí otvory 18. Při zvedání vodicích pouzder 11 pak spolupůsobí nákružky 25 svými zkoseními 27 se zkosením 33 prstencovitých drážek 32. odsunou stranou od sebe stěny 28 a vystoupí z těchto prstencovitých drážek 32. Poněvadž všechny hlavní součásti hlavy 5 jsou namontovány ještě na jednom integrujícím prvku 35 - na vodicích pouzdrech 11 - a jsou na nich udržovány pomocí dolního dorazu 16 a horního dorazu 17, může být hlava 5 po oddělení těchto vodicích pouzder 11 od trubkových kanálů 3 zcela sejmuta ze skupiny jaderného paliva. Variantou tohoto provedení je hlava 5 (obr. 5). obsahující podložky 35 a spojku 36. která je dále opatřena alespoň jedním trubkovým kanálem 3. na němž je pod závěrným deskovitým zařízením 12 uspořádán doraz 37. To znamená, že to omezovač 24 sestává ze spojky 36 a z dorazu 37. Homí doraz 17 (obr. i) má však tvar objímek 23 (obr. 5).

Podložky 35 (obr. 5) jsou uloženy na objímkách 21 mezi deskou 6 a pružinami 10.

Spojka 36 (obr. 5) spojuje navzájem homí desku 8 a dolní desku 6, přičemž tato spojka 36 je pevně spojena s dolní deskou 6 například pomocí závitu, zatímco homí deska 8 je na spojce 36 pohyblivá.

Doraz 37 na trubkovém kanálu 3 udržuje závěrné deskovité zařízení 12 v zafixované poloze, 50 tlačí-li se na homí desku 8, a spojka 36 přestane zajišťovat dolní desku 6 proti pohybu směrem vzhůru. Taková konstrukce hlavy 5, díky nezávislému přítlaku pružin 10, umožňuje ještě kompenzovat rozdíl ve vzestupu záření a teploty trubkových kanálů 3, které jsou podmíněny danou nerovnoměrností uvolňování energie na poloměru celé skupiny jaderného paliva.

-5CZ 284357 B6

Dalším řešením je opatření skupiny jaderného paliva hlavou 5 (obr. 6). jejíž konstrukce je podobná jako konstrukce hlavy 5 na obr. 2, přičemž rozdíl spočívá v tom, že v hlavě 5 podle obr. 6 je uspořádána přídavná deska 38 a spojka 39. Přídavná deska 38 je uspořádána nad horní deskou 8 a je spojena se všemi vodícími pouzdry 11, například závitem a svarem. Spojka 39 spojuje přídavnou desku 38 s dolní deskou 6, přičemž spojka 39 je v dolní desce 6 upevněna například závitovým spojem. Přídavná deska 38 spolu s horní deskou 8 jsou pohyblivě uloženy na spojce 39.

Kromě toho spojka 39 zajišťuje dolní desku 6 proti pohybu směrem vzhůru, tlačí-li se na horní desku 8, čímž zabraňuje nežádoucímu uvolnění spojení hlavy 5 s trubkovými kanály 3. To tedy znamená, že omezovač 24 (obr. 2) a dolní doraz 16 jsou vytvořeny jako spojka 39.

Taková konstrukce hlavy 5 také zvyšuje odolnost vodicích pouzder 11 proti zatížení za provozu.

Skupina jaderného paliva podle vynálezu se používá tak, jak je dále uvedeno. Zavádí se do jaderného reaktoru, přičemž svým koncovým dílem 4 (obr. 1) vnikne do speciálního uložení vytvořeného v nosném roštu šachty reaktoru (zařízení reaktoru není na výkresech znázorněno). Po uložení potřebného počtu skupin jaderného paliva do reaktoru se reaktor uzavře víkem. Ve víku reaktoru je pro každou skupinu jaderného paliva vytvořeno speciální uložení, do kterého zapadne plášť 14 její hlavy 5 s úchylnými prvky 15. Pak se víko reaktoru utěsní (dotáhne se na nádrž reaktoru) a reaktor se spustí. Za provozu jaderného reaktoru vytvářejí prvky jaderného paliva tepelnou energii, která se odnímá vháněním chladicího prostředku do skupiny jaderného paliva. Chladicí prostředek se do skupiny jaderného paliva zavádí zdola přes koncový díl 4. Po prostoupení chladicího prostředku svazkem palivových článků, které jsou svisle uloženy v konstrukci tvořené distančními mřížemi 2. upevněnými na trubkových kanálech 3, vystupuje ohřátý chladicí prostředek ze skupiny jaderného paliva výpustnými otvory v závěrném deskovitém zařízení 12 a v prstencovém plášti 13. a z reaktoru se odvádí.

Zavádění skupiny jaderného paliva do reaktoru se provádí pomocí překládacího zařízení opatřeného chapadly , která dosednou na plášť 14 hlavy 5 tak, že ji uchopí za úchylné prvky 15 (překládači zařízení a chapadla nejsou na vý kresech znázorněny). Při zvedání skupiny jaderného paliva se hmotnost svazku palivových článků 1 přenáší přes trubkové kanály 3. které jsou na svém dolním konci spojeny s koncovým dílem 4, na vodicí pouzdra 11 hlavy 5, která jsou prostřednictvím prstencovitých drážek 32 a nákružků 25 spojena s horními konci těchto trubkových kanálů 3. Zatížení je také zachycováno horními dorazy 17 upevněnými na každém vodicím pouzdru nad horní deskou 8, která je spojena s pláštěm 14, opatřeným úchylnými prvky 15, určenými ke zvedání skupiny jaderného paliva. Proti nežádoucímu uvolnění je v tomto případě spojení zajištěno závěrným deskovitým zařízením 12, které stěnou svých otvorů 18 obepíná dolní konce zmíněných vodicích pouzder 11 a tím brání vysouvání nákružků 25 uspořádaných na trubkových kanálech 3 z prstencovitých drážek 32. Dolní deska 6, která je spojena se závěrným deskovitým zařízením 12 prstencovým pláštěm 13. zůstává při zvedání skupiny jaderného paliva bez pohybu, protože je proti pohybu směrem dolů zajištěna dolními dorazy 16 a proti pohybu směrem vzhůru pružinami 10.

Při utěsňování reaktoru se jeho víko přitlačí na čelní stranu pláště 14, přičemž horní deska 8. která je s pláštěm 14 spojena, se po vodicích pouzdrech 11 posouvá směrem dolů a stlačuje pružiny 10. Dolní deska 6 však přitom zůstává v nehybném stavu, neboť je proti pohybu směrem vzhůru zajištěna přídavně zatíženými pružinami 10 a proti pohybu směrem dolů dolními dorazy 16 na vodicích pouzdrech 11, která se svým vnitřním osazením 31 opírají o čelní strany 34 trubkových kanálů 3 spojených s koncovým dílem 4. Spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 je i v tomto případě zajištěno proti nežádoucímu uvolnění závěrným deskovitým zařízením 12, neboť toto společně s dolní deskou 6 zůstává rovněž v nepohy blivém stavu, poněvadž je s dolní deskou 6 spojeno prostřednictvím prstencového pláště 13.

-6CZ 284357 B6

Při odtěsňování reaktoru se odejme jeho víko, které tak přestane tlačit na čelní stranu pláště 14 hlavy 5 skupiny jaderného paliva. V důsledku tlaku pružin 10 se horní deska 8 vrátí zpět do výchozí polohy až k horním dorazům 17. Všechny ostatní konstrukční prvky' hlavy 5 zůstávají v klidovém stavu, takže spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 zůstává i nadále zajištěno proti nežádoucímu uvolnění.

Pracovní postup u skupiny jaderného paliva podle obr. 2 je podobný jako u skupiny jaderného paliva podle obr. 1. neboť se tyto skupiny liší jen provedením dolních dorazů 16 a horních dorazů 17.

Pracovní postup u skupiny jaderného paliva, znázorněné na obr. 5, je podobný jako u skupiny podle obr. 1. Rozdíl spočívá vtom, že zvedá-li se skupina jaderného paliva při zakládání do reaktoru, zůstává v nehybném stavu část hlavy 5 sestávající z dolní desky 6, prstencového pláště 13 a závěrného deskovitého zařízení 12, a tím také spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 pomocí spojky 36 zajišťující dolní desku 6 proti pohybu směrem dolů a pomocí pružin 10, které prostřednictvím podložek 35 brání pohybu této dolní desky 6 směrem vzhůru, čímž tato část hlavy fy zůstává zajištěna proti nežádoucímu uvolnění.

Při utěsňování reaktoru, v okamžiku, kdy plášť 14 a s ním spojená horní deska 8 se začnou posouvat směrem dolů, přestává spojka 36 zajišťovat pohyb směrem dolů části hlavy 5 sestávající z dolní desky 6. prstencového pláště 13 a závěrného deskovitého zařízení 12. Svou funkci zahajuje doraz 37 uspořádaný pod závěrným deskovitým zařízením 12 na středním trubkovém kanálu 3. Pohyb zmíněné části hlavy 5 směrem vzhůru je omezen pružinami 10 prostřednictvím podložek 35. Tak zůstává i v tomto případě spolehlivé zajištěno spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 proti nežádoucímu oddělení.

Při uvolňování utěsnění reaktoru se snižuje tlak na plášť 14 a horní deska 8 se v důsledku tlaku pružin 10 vrací do výchozí polohy k horním dorazům 17, které jsou vytvořeny jako pevné objímky 23, uspořádané na každém vodicím pouzdru 11. Při svém pohybu směrem vzhůru zachytí horní deska 8 spojku 36, která místo dorazu 37 začne zajišťovat výše zmíněnou část hlavy 5, sestávající z dolní desky 6, prstencového pláště 13 a závěrného deskovitého zařízení 12, proti pohybu směrem dolů. Pohyb uvedené části hlavy 5 směrem vzhůru je zajištěn pomocí pružin 10 a podložek 35. Tím je i v tomto případě spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 v zajištěném stavu.

Rozdíl v práci se skupinou jaderného paliva spočívá ještě v tom, že každý trubkový kanál 3 pracuje nezávisle na druhém. Při práci se skupinou jaderného paliva v reaktoru může dojít k tomu, že v důsledku rozdílného uvolňování energie na poloměru skupiny jaderného paliva a v důsledku rozdílů ve struktuře materiálu trubkových kanálů 3 se na těchto trubkových kanálech 3 mohou projevit různé teplem a zářením indukované dilatace. V důsledku svého roztažení začne čelní strana 34 tlačit na vnitřní osazení 31 vodícího pouzdra 11. Vodicí pouzdro 11 čelní stranou dolního dorazu 16, vytvořeného jako podložka 35, dodatečně stlačí pružinu 10. čímž vyrovná dilataci indukovanou teplem a zářením.

Pracovní postup u skupiny jaderného paliva, znázorněné na obr. 6, je podobný jako postup u skupiny podle obr. 1. Rozdíl spočívá vtom, že zvedá-li se skupina jaderného paliva při zakládání do reaktoru, přenáší se hmotnost svazku palivových článků 1 přes trubkové kanály 3, v dolní části spojené s koncovým dílem 4. na vodicí pouzdra 11, nahoře napojená na trubkové kanály 3 a je přejímána přídavnou deskou 38, uspořádanou nad horní deskou 8 a spojenou se všemi vodícími pouzdry 11. Spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 je v tomto případě fixováno pomocí závěrného deskovitého zařízení 12, neboť spojka 39 přes dolní desku 6 a prstencový plášť 13 brání pohybu tohoto závěrného deskovitého zařízení 12 směrem dolů, zatímco pružiny 10 prostřednictvím téže dolní desky 6 a prstencového pláště 13 omezují její pohyb směrem vzhůru.

-7CZ 284357 B6

Při utěsňování reaktoru vyvozováním tlaku na plášť 14, se horní deska 8 přesouvá po vodicích pouzdrech 1 i směrem dolů a stlačuje pružiny 10. Stlačené pružiny 10 mají snahu přesunout směrem dolů dolní desku 6 a závěrné deskovité zařízení 12, které je s touto dolní deskou 6 spojeno pomocí prstencového pláště 13. Tomuto pohybu však brání spojka 39, která je 5 přidržována přídavnou deskou 38 nad horní deskou 8 spojenou se všemi vodícími pouzdry 11.

což znamená, že i v tomto případě je spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 zajištěno proti nežádoucímu uvolnění.

Při zvednutí závěru pro utěsnění reaktoru a uvolnění pláště 14, vrací se tento plášť 14 společně ío s horní deskou 8 v důsledku působení pružin 10 do výchozí polohy, až k přídavné desce 38.

Ostatní části hlavy 5 zůstávají v nehybném stavu a spojení trubkových kanálů 3 s vodícími pouzdry 11 zůstává zajištěno.

Z tohoto popisu vynálezu je zřejmé, že skupina jaderného paliva má spolehlivější spojení hlavy 5. 15 s trubkovými kanály 3 a montáž a demontáž této hlavy 5 je jednodušší.

Průmyslová využitelnost

Vynálezu může být využito v podnicích, které se zabývají výrobou skupin jaderného paliva převážně určeného pro reaktory na výrobu energie, při provozu těchto skupin jaderného paliva v atomových elektrárnách, jakož i v podnicích, zabývajících se zpětnou úpravou jaderného paliva.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor, obsahující svazek palivových článků svisle uspořádaných v konstrukci sestavené z distančních mříží upevněných na trubkových kanálech, na jejichž přečnívajících koncích je uspořádán koncový díl a na horních koncích je nasazena dálkovým ovládacím zařízením snímatelná hlava sestávající z dolní desky a horní desky

   35 opatřených otvory, přičemž tyto desky jsou svými otvory nasazeny na vodicích pouzdrech, na jejichž jednom konci jsou provedeny podélné zářezy a prstencovité drážky zajišťující oddélitelnost spojení hlavy s trubkovými kanály, přičemž vodicí pouzdra jsou spojena s horními konci trubkových kanálů vyčnívajících ze svazku palivových článků a svým vnitřním osazením jsou opřena o čelní strany trubkových kanálů, a dále obsahující pružiny uspořádané na vodicích 40 pouzdrech mezi dolní a horní deskou, dolní doraz pro zabránění uvolnění tlaku pružin směrem dolů, horní doraz pro zabránění uvolnění tlaku pružin směrem vzhůru, který je uspořádán na vodicích pouzdrech nad horní deskou, a omezovač pohybu dolní desky směrem dolů, vyznačující se tím, že vodicí pouzdra (11) na svých dolních koncích, spojených s horními konci trubkových kanálů (3), jsou opatřena podélnými zářezy (19) a vnitřními 45 prstencovitými drážkami (32), zatímco horní doraz (17) je pevně spojen s horními konci vodicích pouzder (11), přičemž skupina jaderného paliva obsahuje závěrné deskovité zařízení (12) pevné spojené s dolní deskou (6) a opatřené otvory (18), v nichž jsou uloženy dolní konce vodicích pouzder (11) s podélnými zářezy (19) a prstencovitými drážkami (32) objímajícími nákružky (25) trubkových kanálů (3).
2. 2. Skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že horní doraz (17) je tvořen pouzdrem (22), které je pevně spojeno s každým vodicím

   -8CZ 284357 B6 pouzdrem (11), zatímco dolní doraz (16) a omezovač (24) pohybu dolní desky (6) jsou tvořeny nákružky (20) na vodicích pouzdrech (11), uspořádanými pod dolní deskou (6).
3. 3. Skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor podle nároku 1, vyznačující se

   5 t í m , že omezovač (24) pohybu dolní desky (6) je proveden jako alespoň jedna spojka (36) spojující homí a dolní desku (8, 6) a jako alespoň jeden, na trubkovém kanálu (3) pod závěrným deskovitým zařízením (12) uspořádaný doraz (37), zatímco homí doraz (17) je tvořen objímkou (23) pevně spojenou s každým vodicím pouzdrem (II), přičemž dolní dorazy (16) jsou podložky (35), které jsou uspořádány nad dolní deskou (6) a vzhledem k nákružkům na vodicích pouzdrech ίο (11) jsou opatřeny podpěrou.
4. 4. Skupina jaderného paliva pro jaderný reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že omezovač (24) pohybu dolní desky (6) směrem dolů a dolní doraz (16) jsou vytvořeny jako alespoň jedna spojka (39) spojující dolní desku (6) s horním dorazem (17).