RU2080664C1 - Control unit of nuclear reactor - Google Patents

Control unit of nuclear reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2080664C1
RU2080664C1 SU925067112A SU5067112A RU2080664C1 RU 2080664 C1 RU2080664 C1 RU 2080664C1 SU 925067112 A SU925067112 A SU 925067112A SU 5067112 A SU5067112 A SU 5067112A RU 2080664 C1 RU2080664 C1 RU 2080664C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neutron
rotary cylinder
rotating cylinder
nuclear reactor
cylinder
Prior art date
Application number
SU925067112A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.В. Барсуков
В.П. Залманов
В.А. Калинин
В.А. Матвеев
И.В. Орлов
А.Л. Рыбко
В.Г. Сидоров
Ю.Л. Труханов
Original Assignee
Государственное предприятие "Красная звезда"
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 Государственное предприятие "Красная звезда" filed Critical Государственное предприятие "Красная звезда"
Priority to SU925067112A priority Critical patent/RU2080664C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2080664C1 publication Critical patent/RU2080664C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: high-temperature nuclear reactors. SUBSTANCE: device is designed as rotating cylinders which are located in side reflector of nuclear reactor and provides change of reactor characteristics during its operations. Device has stationary sealed jacket which has flanges, and rotating cylinder which is located in jacket and has neutron capturing sector insertion. It is connected to drive and has disk and two spiral springs which have opposite direction of coils, which are located in coaxial and separated by disk. Loose outer ends of springs are connected to disk flanges on opposite sides. Their inner ends are connected to control cylinder and flange of stationary jacket respectively. In addition neutron capturing sector insertion of rotating cylinder is displaced with respect to plane which runs through axes of nuclear reactor and rotating cylinder in direction of rotating cylinder movement when nuclear reactor is started. This shift is equal to size of free movement in kinematic circuit from drive to rotating cylinder. In addition rotating cylinder has elastic member. Slot of rotating cylinder in which neutron capturing insertion is located is greater than insertion in angular direction. Elastic member is located in space between neutron capturing insertion and wall of rotating cylinder slot which is directed along movement of rotating cylinder when reactor is started. In addition it has member which is made from neutron moderation material. Rotating cylinder with neutron capturing sector insertion is hollow. Its inner chamber contains rod which is made from neutron reflecting material, which is rigidly connected to flange of control unit and which carries member which is made from hydrogen- containing neutron moderating material. Latter element is located on side of active core of nuclear reactor. In addition rotating cylinder has spiral spring which is connected to flange of stationary sealed jacket in order to apply rotating momentum to cylinder in direction which is opposite to direction of cylinder rotation when reactor is started. EFFECT: increased service life of control unit, increased sensitivity, decreased weight and size, decreased tension of spring, decreased tension in spring material, increased service life of spring, decreased inertia momentum of rotating members, decreased weight. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области устройств для регулирования высокотемпературных ядерных реакторов (ЯР) с органами регулирования, выполненными в виде поворотных цилиндров, расположенных в боковом отражателе ЯР и предназначенных для изменения характеристик в процессе работы. The invention relates to the field of devices for regulating high-temperature nuclear reactors (NR) with regulators made in the form of rotary cylinders located in the lateral reflector of NR and designed to change characteristics during operation.

Одной из проблем создания ЯР является разработка эффективной системы регулирования, обеспечивающей вывод ЯР на номинальный режим и поддержание его параметров на заданном уровне в течение всего ресурса. One of the problems of creating nuclear weapons is the development of an effective regulatory system that ensures that nuclear weapons are brought to the nominal mode and that their parameters are maintained at a given level throughout the entire resource.

Известна конструкция ЯР, в которой регулирование производится при помощи поворотных цилиндров снабженных нейтронопоглощающими секторами (см. например, устройство для регулирования ЯР, книга "Основы автоматического управления ядерными космическими энергетическими автоматическими установками", под редакцией академика Б.И. Петрова, М. Машиностроение, 1974, с.58-59). A well-known design of nuclear weapons, in which regulation is performed using rotary cylinders equipped with neutron-absorbing sectors (see, for example, a device for controlling nuclear weapons, the book "Fundamentals of automatic control of nuclear space power automatic installations", edited by academician B.I. Petrov, M. Mechanical Engineering, 1974, p. 58-59).

Известен также ряд конструкций ЯР, в которых органы регулирования снабжены устройством выбора люфтов, обеспечивающим искусственную силовую выборку зазоров между сопрягающимися поверхностями элементов кинематических цепей при помощи предварительно деформируемых элементов пружин, торсионов и содержат барабаны грубого и точного регулирования, зубчатые передачи и пружины (см. например, устройство для регулирования ЯР, книга "Основы автоматического управления ядерными космическими энергетическими установками" под редакцией академика Б.И. Петрова, М. Машиностроение, 1974, с.45.). A number of nuclear reactor designs are also known, in which the regulatory bodies are equipped with a backlash selection device that provides artificial force sampling of the gaps between the mating surfaces of the kinematic chain elements using pre-deformable spring elements, torsion bars and contain coarse and fine adjustment drums, gears and springs (see, for example , Nuclear Regulator, book "Fundamentals of Automatic Control of Nuclear Space Power Plants" edited by academician .And. Petrov, M. Engineering 1974, p.45.).

Описанное устройство применялось на американской ядерной энергетической установке" SNAP-10A" в качестве системы одноразового вывода установки на номинальный режим с последующим отключением всех исполнительных механизмов. The described device was used at the SNAP-10A American nuclear power plant as a system for a one-time output of the installation to the nominal mode with the subsequent shutdown of all actuators.

Недостатком приведенной выше конструкции является то, что устройство не рассчитано на работу в течение длительного ресурса. The disadvantage of the above design is that the device is not designed to work for a long life.

В отечественных ядерных энергетических установках привод с редуктором вынесен в относительно низкотемпературную зону, за отсек теневой радиационной защиты или в головную часть. Это потребовало создания развитой кинематической цепи. Надежная работа устройства для регулирования ЯР обеспечивается, в том числе, и размещением ее элементов в контролируемой газовой среде, что делает работу устройства для регулирования более стабильной. In domestic nuclear power plants, the drive with the gearbox is placed in a relatively low-temperature zone, behind the shadow radiation protection compartment or in the warhead. This required the creation of a developed kinematic chain. Reliable operation of the device for regulating nuclear weapons is ensured, including by placing its elements in a controlled gas environment, which makes the operation of the device for regulation more stable.

Наиболее близким техническим решением к заявленному, является устройство для регулирования ядерного реактора термоэмиссионной энергетической установки "Топаз", в котором двенадцать органов регулирования поворотного типа, размещенные в боковом отражателе разбиты на 4 группы по три в каждой. По две группы предназначены для регулирования тепловой мощности и компенсации реактивности. Органы регулирования объединяются в группы в распределительном механизме. Каждая группа органов регулирования управляется своим приводом. Выходной вал привода соединен с ведущей шестерней группы органов регулирования, от которой приводятся в движение поворотные цилиндры. Полости приводов и органов регулирования герметичны и заполнены инертным газом. Орган регулирования ядерного реактора содержит неподвижный герметичный кожух с фланцами с размещенным внутри него поворотным цилиндром, в пазу которого установлена нейтронопоглощающая секторная вставка (НСВ), устройство для выбора люфтов. (см. журнал "Атомная энергия" т.70, вып.4, апрель 1991, с.211-214). The closest technical solution to the claimed one is a device for regulating a nuclear reactor of a Topaz thermionic power plant, in which twelve regulating bodies of a rotary type located in a side reflector are divided into 4 groups of three in each. Two groups are each designed to regulate thermal power and compensate for reactivity. Regulators are grouped in a distribution mechanism. Each group of regulatory bodies is driven by its own drive. The output shaft of the drive is connected to the driving gear of the group of regulatory bodies, from which the rotary cylinders are driven. The cavities of the drives and regulatory bodies are sealed and filled with inert gas. The regulatory body of the nuclear reactor contains a stationary sealed casing with flanges with a rotary cylinder located inside it, in the groove of which a neutron-absorbing sector insert (NSV) is installed, a device for selecting backlash. (see the journal "Atomic Energy" vol. 70, issue 4, April 1991, pp. 211-214).

Недостатком приведенной выше конструкции является сравнительно небольшая чувствительность, сравнительно большие массогабаритные характеристики устройства для регулирования в целом и сравнительно небольшой ресурс работы устройства для ЯР в составе ядерной энергетической установки. The disadvantage of the above design is the relatively small sensitivity, the relatively large weight and size characteristics of the device for regulation as a whole and the relatively small resource of the device for nuclear weapons as part of a nuclear power plant.

Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение - увеличение ресурса работы органа регулирования ЯР, повышение его чувствительности, снижение массогабаритных характеристик устройства для регулирования в целом. The task to which the claimed invention is directed is to increase the life of the regulatory body for nuclear weapons, increase its sensitivity, reduce the overall dimensions of the device for regulation.

Технический результат выборка люфтов в кинематической цепи от привода до поворотного цилиндра на протяжении длительного ресурса, снижение жесткости пружины и, следовательно, уменьшение напряжений, возникающих в материале пружины, и увеличение ресурса работы пружины устройства для регулирования в целом, снижение момента инерции вращающихся частей и, следовательно, снижение массы устройства для регулирования ЯР в целом, увеличение его чувствительности. The technical result is the selection of backlash in the kinematic chain from the drive to the rotary cylinder over a long life, reducing the stiffness of the spring and, therefore, reducing stresses arising in the spring material, and increasing the life of the spring of the device for regulation as a whole, reducing the moment of inertia of the rotating parts and, consequently, a decrease in the mass of the device for regulating NR in general, an increase in its sensitivity.

Этот результат достигается тем, что орган регулирования ядерного реактора, содержащий неподвижный герметичный кожух с фланцами, с размещенным внутри него поворотным цилиндром, в пазу которого установлена нейтронопоглощающая секторная вставка, устройство для выбора люфтов, и соединенный кинематической цепью с приводом, выполнен таким, что нейтронопоглощающая секторная вставка, установленная в пазу поворотного цилиндра, расположена со сдвигом относительно плоскости, проходящей через оси ядерного реактора и поворотного цилиндра, в направлении движения поворотного цилиндра при пуске ядерного реактора на величину люфта в кинематической цепи от привода до поворотного цилиндра причем устройство для выбора люфтов поворотного цилиндра может быть выполнено в виде одной или двух спиральных пружин, соединено с фланцем неподвижного герметичного кожуха с обеспечением постоянного приложения крутящего момента к цилиндру в направлении, противоположном направлению поворота цилиндра при пуске реактора. This result is achieved by the fact that the regulatory body of a nuclear reactor containing a stationary sealed casing with flanges, with a rotary cylinder located inside it, in the groove of which is installed a neutron-absorbing sector insert, a device for selecting backlash, and connected by a kinematic chain to the drive, is made such that the neutron-absorbing the sector insert installed in the groove of the rotary cylinder is positioned with a shift relative to the plane passing through the axis of the nuclear reactor and the rotary cylinder, in the movement of the rotary cylinder when starting the nuclear reactor by the amount of play in the kinematic chain from the drive to the rotary cylinder, the device for selecting the play of the rotary cylinder can be made in the form of one or two coil springs, connected to the flange of the fixed hermetic casing to ensure constant application of torque to cylinder in the direction opposite to the direction of rotation of the cylinder when starting the reactor.

Дополнительно предлагаемый орган может быть снабжен упругим элементом, а паз поворотного цилиндра, в котором размещена нейтронопоглощающая секторная вставка, выполнена большим в угловом направлении, чем сама вставка, причем в зазоре между нейтронопоглощающей секторной вставкой и стенкой паза поворотного цилиндра расположен упругий элемент, а сам зазор расположен по направлению движения поворотного цилиндра при пуске ядерного реактора. Кроме того, орган регулирования ядерного реактора может быть снабжен элементом из водородосодержащего нейтронозамедляющего материала, причем поворотный цилиндр с нейтронопоглощающей секторной вставкой выполнен пустотелым, во внутренней полости которого расположен жестко прикрепленный к фланцу органа регулирования стержень из нейтроноотражающего материала, на котором размещен элемент из водородосодержащего нейтронозамедляющего материала, причем этот элемент расположен со стороны активной зоны ядерного реактора. Additionally, the proposed body can be equipped with an elastic element, and the groove of the rotary cylinder in which the neutron-absorbing sector insert is placed is made larger in the angular direction than the insert itself, moreover, in the gap between the neutron-absorbing sector insert and the wall of the groove of the rotary cylinder there is an elastic element, and the gap itself located in the direction of movement of the rotary cylinder when starting a nuclear reactor. In addition, the regulatory authority of the nuclear reactor can be equipped with an element of a hydrogen-containing neutron-slowing material, and the rotary cylinder with a neutron-absorbing sector insert is hollow, in the inner cavity of which there is a rod of neutron-reflecting material rigidly attached to the flange of the regulatory body, on which an element of a hydrogen-containing neutron-slowing material is placed moreover, this element is located on the side of the core of a nuclear reactor.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема органа регулирования ядерного реактора, например, с двумя последовательно расположенными спиральными пружинами и разделяющим их диском в соответствии с признаками заявленного изобретения; на фиг. 2 характеристика для двух спиральных пружин разной длины, M = f(Φ) где прямая 1 (длина пружины l1) и прямая 2 (длина пружины l2), причем l1>l2; на фиг.3 поперечный разрез бокового отражателя ЯР с органами регулирования в исходном состоянии в положении максимальной подкритичности (НСВ находиться в положении " к активной зоне"); на фиг.4 и 5 поперечный разрез бокового отражателя ЯР с органами регулирования, имеющими пустотелый поворотный цилиндр в положении максимальной подкритичности (НСВ находиться в положении "к активной зоне") и в рабочем положении соответственно.In FIG. 1 shows a structural diagram of a regulatory body of a nuclear reactor, for example, with two sequentially arranged coil springs and a disk separating them in accordance with the features of the claimed invention; in FIG. 2 characteristic for two coil springs of different lengths, M = f (Φ) where line 1 (spring length l 1 ) and line 2 (spring length l 2 ), and l 1 > l 2 ; figure 3 is a cross section of the side reflector of the nuclear weapons with the regulatory authorities in the initial state in the position of maximum subcriticality (NSW is in the "to the active zone"position); Figures 4 and 5 are a cross-sectional view of the NR lateral reflector with regulators having a hollow rotary cylinder in the position of maximum subcriticality (NSW is in the "to the active zone" position) and in the working position, respectively.

Орган регулирования ядерного реактора (см. фиг.1), закрепленный в корпусе ЯР, содержащий поворотный цилиндр 1, размещенный внутри неподвижного герметичного кожуха 2 с фланцами, нейтронопоглощающую секторную вставку 1, установленную в пазу поворотного цилиндра 1, и соединенный кинематической цепью с приводом, снабжен устройством для выбора люфтов. Нейтронопоглощающая секторная вставка 3, установленная в пазу поворотного цилиндра 1, расположена со сдвигом на угол α относительно плоскости, проходящей через оси ядерного реактора и поворотного цилиндра 1, в направлении движения поворотного цилиндра 1 при пуске ядерного реактора на величину люфта в кинематической цепи от привода до поворотного цилиндра 1. Причем поворотный цилиндр 1 снабжен диском 4, соединяющим последовательно две спиральные пружины 5 и 6, одна из которых 6 закреплена на фланце неподвижного герметичного кожуха 2 с обеспечением постоянного приложения крутящего момента к цилиндру в направлении, противоположном направлению поворота цилиндра при пуске реактора. The regulatory body of a nuclear reactor (see figure 1), mounted in a nuclear reactor housing, containing a rotary cylinder 1, placed inside a stationary sealed casing 2 with flanges, a neutron-absorbing sector insert 1, installed in the groove of the rotary cylinder 1, and connected by a kinematic chain to the drive, equipped with a device for selecting backlash. The neutron-absorbing sector insert 3, mounted in the groove of the rotary cylinder 1, is shifted by an angle α relative to the plane passing through the axis of the nuclear reactor and rotary cylinder 1, in the direction of movement of the rotary cylinder 1 when starting the nuclear reactor by the amount of play in the kinematic chain from the drive to the rotary cylinder 1. Moreover, the rotary cylinder 1 is equipped with a disk 4, connecting in series two coil springs 5 and 6, one of which 6 is mounted on the flange of the stationary sealed casing 2 securing the constant application of torque to the cylinder in the direction opposite to the direction of rotation of the cylinder when starting the reactor.

Дополнительно орган снабжен упругим элементом 7, а паз поворотного цилиндра 1, в котором размещена нейтропоглощающая секторная вставка 3, выполнена большим в угловом направлении, чем сама вставка 3, причем в зазоре между нейтронопоглощающей секторной вставкой 3 и стенкой паза поворотного цилиндра 1 расположен упругий элемент 7, а сам зазор расположен по направлению движения поворотного цилиндра 1 при пуске ядерного реактора. Additionally, the body is equipped with an elastic element 7, and the groove of the rotary cylinder 1, in which the neutron-absorbing sector insert 3 is placed, is made larger in the angular direction than the insert 3 itself, and in the gap between the neutron-absorbing sector insert 3 and the wall of the groove of the rotary cylinder 1 there is an elastic element 7 , and the gap itself is located in the direction of motion of the rotary cylinder 1 when starting a nuclear reactor.

И дополнительно орган снабжен элементом 8 из водородосодержащего нейтронозамедляющего материала, причем поворотный цилиндр 1, в пазу которого установлена нейтронопоглощающая секторная вставка 3, выполнен пустотелым, во внутренней полости которого расположен жестко прикрепленный к фланцу органа регулирования стержень 9 из нейтроноотражающего материала, на котором размещен элемент 8 из водородосодержащего нейтронозамедляющего материала, причем этот элемент расположен со стороны активной зоны ядерного реактора. And additionally, the body is equipped with an element 8 of a hydrogen-containing neutron-slowing material, the rotary cylinder 1, in the groove of which is installed a neutron-absorbing sector insert 3, is hollow, in the inner cavity of which there is a rod 9 of neutron-reflecting material rigidly attached to the flange of the regulator, on which element 8 is placed from a hydrogen-containing neutron-slowing material, and this element is located on the side of the core of a nuclear reactor.

Предложенное устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Две спиральные пружины 5 и 6 соединены друг с другом через выступы диска 4, т.е. усилие с одной пружины 5 на другую 6 передается на большом диаметре, при этом возникают минимальные контактные усилия в месте присоединения диска 4 с пружинами 5 и 6. Две последовательно расположенные спиральные пружины 5 и 6 работает как одна пружина вдвое большей длины, но за счет расположения в два яруса диаметральные габариты значительно меньше, чем у одной пружины той же длины и тех же параметров, что позволяет разместить их в ограниченных габаритах органа регулирования ЯР. Two coil springs 5 and 6 are connected to each other through the protrusions of the disk 4, i.e. the force from one spring 5 to another 6 is transmitted on a large diameter, with minimal contact forces at the point of attachment of the disk 4 with the springs 5 and 6. Two consecutive spiral springs 5 and 6 work as one spring twice the length, but due to the location in two tiers, the diametrical dimensions are much smaller than that of a single spring of the same length and the same parameters, which allows them to be placed in the limited dimensions of the nuclear regulator.

Известно, что

Figure 00000002

а
Figure 00000003

где
M крутящий момент пружины;
l длина развертки спирали пружины;
J момент инерции сечения пружины;
n число полных оборотов при закрутке;
Et модуль упругости материала;
σmax напряжение в материале пружины;
h толщина сечения пружины.It is known that
Figure 00000002

a
Figure 00000003

Where
M spring torque;
l the sweep length of the spring coil;
J moment of inertia of the spring section;
n number of full revolutions during spin;
E t the modulus of elasticity of the material;
σ max stress in the spring material;
h is the thickness of the spring section.

Из формулы (1) видно, что при заданном моменте M1 (см. фиг.2), необходимом для выбирания люфтов в кинематической цепи, чем больше длина пружины, тем более пологая характеристика пружины, т.е. при повороте НСВ 3 в рабочее положение на угол ΔΦ рост момента DM1 будет меньше, чем ΔM2 более короткой пружины и, следовательно, меньшим будет рост напряжения в материале пружины.From the formula (1) it can be seen that for a given moment M 1 (see FIG. 2), necessary to select the backlash in the kinematic chain, the longer the spring, the more gentle the characteristic of the spring, i.e. when the NSW 3 is rotated into the working position by an angle ΔΦ, the increase in the moment of DM 1 will be less than ΔM 2 of a shorter spring and, therefore, the voltage increase in the spring material will be smaller.

Величина M1 зависит от конструкции органа регулирования и кинематической цепи и необходимой скорости движения поворотного цилиндра при остановке ЯР.The value of M 1 depends on the design of the regulatory body and the kinematic chain and the required speed of the rotary cylinder when the nuclear power station is stopped.

Люфт в кинематической цепи от привода до поворотного цилиндра 1 определяется суммой зазоров во всех местах соединения различных звеньев кинематической цепи, величина зазоров определяется условиями работы и допусками на изготовление сопрягаемых элементов. Антилюфтовые пружины 5 и 6 разворачивают поворотный цилиндр 1 с расположенной на ней НСВ 3 на величину, равную сумме зазоров и допусков на них, т.е. уводит поворотный цилиндр 1 от его номинального положения максимальной подкритичности (НСВ в положении "к центру активной зоны"). Разворот на эту величину поворотного цилиндра с закрепленной на нем НСВ 3 в направлении движения поворотного цилиндра 1 при пуске ЯР позволяет компенсировать наличие люфтов в кинематической цепи от привода до поворотного цилиндра 1. The backlash in the kinematic chain from the drive to the rotary cylinder 1 is determined by the sum of the gaps at all junctions of the various links of the kinematic chain, the size of the gaps is determined by the operating conditions and tolerances for the manufacture of mating elements. Anti-backlash springs 5 and 6 deploy the rotary cylinder 1 with the NSV 3 located on it by an amount equal to the sum of the clearances and tolerances on them, i.e. leads the rotary cylinder 1 from its nominal position of maximum subcriticality (NSW in the position "to the center of the active zone"). A rotation of the rotary cylinder by this value with the NSV 3 fixed on it in the direction of movement of the rotary cylinder 1 during the start of the NR allows to compensate for the presence of backlashes in the kinematic chain from the drive to the rotary cylinder 1.

Известно, что при длительном ресурсе люфты в кинематической цепи увеличиваются. Это означает, что поворотный цилиндр 1 органа регулирования в процессе работы пружины 5 и 6 поворачивается на больший угол, что приводит к дополнительной отработке этого поворота устройством для регулирования ЯР. Известно также, что при длительном ресурсе работы материалы НСВ (например B4C) распухают, т.е. угол НСВ увеличивается, что также приводит к включению в работу устройства для регулирования ЯР. Направив это увеличение угла НСВ в сторону, противоположную развороту поворотного цилиндра, из-за увеличения люфта в процессе работы можно значительно скомпенсировать эти два фактора, и тем самым скорость нагрузки не привод, т.е. увеличить ресурс работы устройства для регулирования в целом.It is known that with a long life the backlash in the kinematic chain increases. This means that the rotary cylinder 1 of the regulatory body during operation of the spring 5 and 6 is rotated by a larger angle, which leads to an additional refinement of this rotation by the device for regulating the NR. It is also known that with a long service life, the materials of the NSW (for example, B 4 C) swell, i.e. the NSW angle increases, which also leads to the inclusion in the operation of the device for regulating nuclear weapons. Having directed this increase in the NSW angle in the direction opposite to the rotation of the rotary cylinder, due to the increase in play during operation, these two factors can be significantly compensated, and thus the load speed is not the drive, i.e. increase the life of the device for regulation as a whole.

Для компенсации распухания НСВ 3 при длительном ресурсе работы паз, в котором расположена НСВ 3, должен иметь по углу большие размеры, чем сама НСВ 3. В образовавшийся зазор для исключения неопределенного положения НСВ 3 в начале компании установлен упругий элемент 7, который фиксирует НСВ 3 в одном крайнем положении, не препятствуя, в то же время, распуханию НСВ 3. Элемент 7 расположен перед НСВ 3 по направлению движения поворотного цилиндра при пуске ЯР. To compensate for the swelling of the NSV 3, the groove in which the NSV 3 is located must have a larger angle in angle than the NSV 3 itself. In the gap formed to eliminate the uncertain position of the NSV 3, an elastic element 7 is installed at the beginning of the company, which fixes the NSV 3 in one extreme position, without at the same time preventing the swelling of the NSV 3. Element 7 is located in front of the NSV 3 in the direction of motion of the rotary cylinder when the nuclear weapon is launched.

При технологических операциях с ЯР, например, при его перевозках НСВ 3 и элемента 8 находятся в положении "к активной зоне", чем обеспечивается максимальная подкритичность ЯР. При пуске ЯР элемент 8 стержня 9, жестко прикрепленный к фланцу кожуха 2 органа регулирования, остается "к активной зоне", а НСВ 3 поворачивается в критическое положение. Ввиду того, что эффективность органов регулирования, необходимая для регулирования работы ЯР, в ряде случаев, составляет примерно 50% от эффективной, необходимой для обеспечения технологических операций с ЯР, например, для его перевозок, критическое состояние может обеспечиваться только НСВ 3. During technological operations with nuclear weapons, for example, during its transportation, NSW 3 and element 8 are in the "to the active zone" position, which ensures maximum nuclear subcriticality. When starting the nuclear element element 8 of the rod 9, rigidly attached to the flange of the casing 2 of the regulatory body, remains "to the active zone", and NSV 3 is rotated to a critical position. Due to the fact that the effectiveness of regulatory bodies necessary to regulate the operation of nuclear weapons, in some cases, is approximately 50% of the effective necessary to ensure technological operations with nuclear weapons, for example, for its transportation, a critical state can be provided only by the NSW 3.

Возможность получения указанного выше результата подтверждается расчетами. По оценкам, выполненным на нашем предприятии, применение предложенного устройства с пустотелым поворотным цилиндром по сравнению с прототипом позволит уменьшить момент привода в 2,3 раза. При этом рассматривался орган регулирования ЯР на быстрых нейтронах. Момент инерции органа регулирования, в котором поворотный цилиндр выполнен сплошным, рассчитывался по стандартной методике из условия что масса поворотного цилиндра составляет 27 кг, равен 705 кг/см2. Момент инерции пустотелого поворотного цилиндра равен 308 кг/см2, при этом масса пустотелого поворотного цилиндра равняется 11,1 кг.The possibility of obtaining the above result is confirmed by calculations. According to estimates made at our enterprise, the use of the proposed device with a hollow rotary cylinder compared to the prototype will reduce the drive moment by 2.3 times. At the same time, the regulatory authority for fast neutron nuclear reactors was considered. The moment of inertia of the regulatory body, in which the rotary cylinder is solid, was calculated by the standard method from the condition that the mass of the rotary cylinder is 27 kg, equal to 705 kg / cm 2 . The moment of inertia of the hollow rotary cylinder is 308 kg / cm 2 , while the mass of the hollow rotary cylinder is 11.1 kg.

Таким образом, момент привода уменьшился при этом в 2,3 раза. Расчеты приведены для медленного поворота органов регулирования. При динамических режимах в условиях аварийных ситуаций (быстрый поворот органов регулирования) эффект от применения предложенной конструкции уменьшение момента привода
значительно увеличится (примерно в 4 раза). Габарит привода уменьшенного по 15% его масса на 10%
Эффективность органа регулирования в положении максимальной подкритичности ЯР (нейтронопоглощающая секторная вставка находится в положении "к центру активной зоны") составляет 10% Кэфф. Необходимая эффективность органов для эффекта кампании сопоставляет 5% Кэфф. В рабочем (критическом) положении эффективность НСВ с учетом действия на них водородосодержащего нейтронозамедляющего материала уменьшается на 20 30% по сравнению с прототипом, что означает, что разовый ход поворотного цилиндра необходимо увеличить на 20 30% что означает повышение чувствительности привода на 20 30%
Thus, the drive torque decreased by 2.3 times. Calculations are given for slow rotation of regulatory bodies. Under dynamic conditions in emergency situations (fast turn of regulatory bodies), the effect of applying the proposed design reduces the drive torque
significantly increase (about 4 times). Drive dimension reduced by 15%; its weight by 10%
The effectiveness of the regulatory body in the position of maximum subcriticality of the NR (neutron-absorbing sector insert is in the position "to the center of the active zone") is 10% K eff . The required organ efficiency for the campaign effect is 5% K eff . In the working (critical) position, the efficiency of the NSW, taking into account the effect of a hydrogen-containing neutron-slowing material on them, decreases by 20 30% compared with the prototype, which means that the single stroke of the rotary cylinder must be increased by 20 30%, which means an increase in drive sensitivity by 20 30%

Claims (3)

1. Орган регулирования ядерного реактора, содержащий неподвижный герметичный кожух с фланцами с размещенным внутри него поворотным цилиндром, в пазу которого установлена нейтронопоглощающая секторная вставка, устройство для выбора люфтов и соединенный кинематической цепью с приводом, отличающийся тем, что нейтронопоглощающая секторная вставка, установленная в пазу поворотного цилиндра, расположена со сдвигом относительно плоскости, проходящей через оси ядерного реактора и поворотного цилиндра, в направлении движения поворотного цилиндра при пуске ядерного реактора на величину люфта в кинематической цепи от привода до поворотного цилиндра, причем поворотный цилиндр снабжен спиральной пружиной, соединенной с фланцем неподвижного герметичного кожуха с обеспечением постоянного приложения крутящего момента к цилиндру в направлении, противоположном направлению поворота цилиндра при пуске реактора. 1. The regulatory body of a nuclear reactor containing a stationary sealed casing with flanges with a rotary cylinder located inside it, in the groove of which is installed a neutron-absorbing sector insert, a device for selecting backlash and connected by a kinematic chain to the drive, characterized in that the neutron-absorbing sector insert installed in the groove the rotary cylinder, is located with a shift relative to the plane passing through the axis of the nuclear reactor and the rotary cylinder, in the direction of movement of the rotary qi Indra at startup of a nuclear reactor by the amount of backlash in the drive chain from the drive to the rotary cylinder, the rotary cylinder is provided with a helical spring connected to the fixed flange with the sealed housing providing a constant torque to the cylinder in a direction opposite the direction of rotation of the cylinder when starting the reactor. 2. Орган реактора по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен упругим элементом, а паз поворотного цилиндра, в котором размещена нейтронопоглощающая секторная вставка, выполнен большим в угловом направлении, чем сама вставка, причем в зазоре между нейтронопоглощающей секторной вставкой и стенкой паза поворотного цилиндра расположен упругий элемент, а сам зазор расположен по направлению движения поворотного цилиндра при пуске ядерного реактора. 2. The reactor organ according to claim 1, characterized in that it is provided with an elastic element, and the groove of the rotary cylinder in which the neutron-absorbing sector insert is placed is made larger in the angular direction than the insert itself, and in the gap between the neutron-absorbing sector insert and the groove wall the rotary cylinder is an elastic element, and the gap is located in the direction of motion of the rotary cylinder when starting a nuclear reactor. 3. Орган реактора по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен элементом из водородосодержащего нейтронозамедляющего материала, причем поворотный цилиндр, в пазу которого установлена нейтронопоглощающая секторная вставка, выполнен пустотелым, во внутренней полости которого расположен жестко закрепленный к фланцу органа регулирования стержень из нейтроноотражающего материала, на котором размещен элемент из водородосодержащего нейтронозамедляющего материала, причем этот элемент расположен со стороны активной зоны ядерного реактора. 3. The organ of the reactor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with an element of a hydrogen-containing neutron-slowing material, and the rotary cylinder, in the groove of which is installed a neutron-absorbing sector insert, is hollow, in the inner cavity of which there is a rod of neutron-reflecting material rigidly fixed to the regulator flange, on which is placed an element of a hydrogen-containing neutron-slowing material, and this element is located on the side of the core of a nuclear reactor.
SU925067112A 1992-09-17 1992-09-17 Control unit of nuclear reactor RU2080664C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925067112A RU2080664C1 (en) 1992-09-17 1992-09-17 Control unit of nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925067112A RU2080664C1 (en) 1992-09-17 1992-09-17 Control unit of nuclear reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2080664C1 true RU2080664C1 (en) 1997-05-27

Family

ID=21615565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925067112A RU2080664C1 (en) 1992-09-17 1992-09-17 Control unit of nuclear reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2080664C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566299C2 (en) * 2013-10-31 2015-10-20 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Scram rod actuator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Основы автоматического управления ядерными космическими энергетическими установками.\Под ред. Б.И. Петрова. - М.: Машиностроение, 1974, с. 45,58,59. 2. Атомная энергия, т. 70, вып. 4, 1991, с. 211-214. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566299C2 (en) * 2013-10-31 2015-10-20 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Scram rod actuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021055588A1 (en) Control drum system for use with nuclear reactors
CN110800201B (en) Device for generating energy
EP3441488A1 (en) Cooperative shape memory alloy torque tubes for continuous-action turning motor
RU2080664C1 (en) Control unit of nuclear reactor
US5323080A (en) One-piece rotor shaft for two-pole rotor
JPS5834795B2 (en) Method for controlling reactivity effects due to power changes in pressurized water reactors
SE512598C2 (en) Control rod for nuclear reactors
KR20230050440A (en) Control Drum Controller for Nuclear Reactor Systems
JP2024504432A (en) Mechanical support of micro reactor core
US4238288A (en) Drive of nuclear reactor S control element
US3192069A (en) Radioactive isotope powered thermoelectric generator system
JPS6318037B2 (en)
CN113270211A (en) Multi-section control drum for horizontal reactor
Steele III The Development Philosophy for SNAP Mechanisms
US3623946A (en) Nuclear reactor
RU2075119C1 (en) Automatic control system actuating mechanism for nuclear power device
JPH07239393A (en) Nuclear reactor control rod driving device
KR880002044B1 (en) Mechanical spectral shift reactor
RU2091646C1 (en) Harmonic drive generator
Cockeram SNAP 2, 8, and 10A Reactor Programs Progress Report
WO2021194051A1 (en) Offset-applied momentum dump method for satellite reaction wheel
Kellogg SNAP reactor control-drum drive
Macosko et al. Isotope Brayton electric power system for the 500 to 2500 watt range
Vázquez et al. Two-Axis Antenna Pointing Mechanism Qualification for Juice Mission Dual-Band Medium Gain Antenna
GB2629056A (en) Nuclear fission power plant