RU2178923C2 - Тепловыделяющая сборка ядерного реактора - Google Patents
Тепловыделяющая сборка ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178923C2 RU2178923C2 RU99122180/06A RU99122180A RU2178923C2 RU 2178923 C2 RU2178923 C2 RU 2178923C2 RU 99122180/06 A RU99122180/06 A RU 99122180/06A RU 99122180 A RU99122180 A RU 99122180A RU 2178923 C2 RU2178923 C2 RU 2178923C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- fuel assembly
- elements
- spacer
- column
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Тепловыделяющая сборка ядерного реактора предназначена для генерации тепловой энергии и передачи ее теплоносителю в водо-водяном энергетическом реакторе. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов (1) с верхними заглушками (2), компенсационными объемами (3) и фиксаторами (4) топливного столба (5). Пучок тепловыделяющих элементов размещен в расположенных по высоте тепловыделяющей сборки дистанционирующих решетках (6). Тепловыделяющая сборка также содержит головную и хвостовую части (7) и (8), соединенные опорными элементами. Опорные элементы размещены в углах тепловыделяющей сборки и выполнены в виде установленных по ее высоте от хвостовой части (8) угловых пластин (9). Угловые пластины жестко соединены с дистанционирующими решетками (6) и с хвостовой частью (8). По крайней мере одна дистанционирующая решетка (11) установлена на тепловыделяющих элементах (1) в зоне компенсирующих объемов (3) от верхних заглушек (2) до фиксаторов (4) топливного столба (5). Дистанционирующая решетка выполнена без соединения с угловыми пластинами (9), то есть с возможностью вертикального перемещения относительно угловых пластин. Технический результат: обеспечение прочности конструкции тепловыделяющей прочности конструкции тепловыделяющей сборки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов с водой под давлением.
Предшествующий уровень техники
Эксплуатационные характеристики и конструктивные особенности тепловыделяющей сборки являются факторами, влияющими на безопасность ядерного реактора. Взаимодействие тепловыделяющих сборок с внутрикорпусными устройствами и между собой при наличии гидродинамического потока, высоких температур и радиации определяет нагрузки, приводящие к деформациям (искривлениям) тепловыделяющих сборок. Очень важно конструктивными мерами повысить устойчивость тепловыделяющих сборок и обеспечить безопасность эксплуатации.
Эксплуатационные характеристики и конструктивные особенности тепловыделяющей сборки являются факторами, влияющими на безопасность ядерного реактора. Взаимодействие тепловыделяющих сборок с внутрикорпусными устройствами и между собой при наличии гидродинамического потока, высоких температур и радиации определяет нагрузки, приводящие к деформациям (искривлениям) тепловыделяющих сборок. Очень важно конструктивными мерами повысить устойчивость тепловыделяющих сборок и обеспечить безопасность эксплуатации.
Известна тепловыделяющая сборка [1] ядерного реактора, содержащая гексагональный пучок элементов, размещенный в расположенных по высоте тепловыделяющей сборки дистанционирующих решетках, головную и хвостовую части, соединенные опорными элементами. Опорные элементы установлены по высоте от хвостовой части до верхней дистанционирующей решетки, выполнены в виде штампованных угловых пластин из циркониевого сплава и соединены сваркой с дистанционирующими решетками и винтами с хвостовой частью.
Недостатком известной тепловыделяющей сборки является наличие высоких нагрузок на верхнюю дистанционирующую решетку, установленную на верхних концах тепловыделяющих элементов, закрепленную на опорных элементах. В процессе работы реактора происходит уменьшение диаметра тепловыделяющих элементов в зоне топливного столба под действием наружного давления теплоносителя и высоких температур. Это приводит к ослаблению натяга ячеек дистанционирующих решеток на тепловыделяющих элементах в зоне топливного столба. При этом усилия проскальзывания тепловыделяющих элементов сквозь ячейки дистанционирующих решеток в зоне топливного столба уменьшаются, снижая нагрузку на узлы крепления дистанционирующих решеток к опорным элементам. Верхние заглушки как сплошной металл не изменяют наружный диаметр, поэтому натяг ячеек верхней дистанционирующей решетки на тепловыделяющих элементах вблизи верхней заглушки сохраняется. При радиационном удлинении тепловыделяющих элементов относительно угловых пластин это приводит к повышенным нагрузкам на узлы крепления верхней дистанционирующей решетки к опорным элементам. Аналогичным образом получают высокие нагрузки сварные соединения к опорным элементам дистанционирующих решеток, установленных в зоне компенсационного объема между верхней заглушкой и фиксатором топливного столба тепловыделяющих элементов. Эта зона не подвержена действию высоких температур и поэтому уменьшение диаметров тепловыделяющих элементов здесь незначительно. В результате сварные соединения узлов крепления дистанционирующих решеток к опорным элементам нагружаются высокими напряжениями среза, являющимися наиболее опасными для этого вида соединения, и может произойти их разрушение.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является повышение надежности тепловыделяющей сборки и безопасности ядерного реактора.
Целью изобретения является повышение надежности тепловыделяющей сборки и безопасности ядерного реактора.
Задачей изобретения является исключение высоких срезающих нагрузок в узлах соединения дистанционирующих решеток с опорными элементами тепловыделяющей сборки.
Техническим результатом изобретения является обеспечение прочности конструкции тепловыделяющей сборки.
Достижение цели изобретения обеспечивается тем, что тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов с верхними заглушками, компенсационными объемами и фиксаторами топливного столба, размещенный в расположенных по высоте тепловыделяющей сборки дистанционирующих решетках, головную и хвостовую части и соединенные опорными элементами, размещенными в углах тепловыделяющей сборки и выполненными в виде установленных по ее высоте от хвостовой части угловых пластин, жестко соединенных с дистанционирующими решетками и с хвостовой частью. Новым является то, что на тепловыделяющих элементах в зоне компенсирующих объемов от верхних заглушек до фиксаторов топливного столба установлена по крайней мере одна дистанционирующая решетка, выполненная с возможностью вертикального перемещения относительно угловых пластин.
При таком устройстве тепловыделяющей сборки исключаются механические соединения угловых пластин с дистанционирующими решетками, расположенными в зоне компенсационного объема от верхних заглушек тепловыделяющих элементов до фиксаторов топливного столба, а следовательно, исключаются и повышенные нагрузки от взаимодействия дистанционирующих решеток с тепловыделяющими элементами при их значительных тепловых перемещениях относительно угловых пластин в процессе эксплуатации ядерного реактора.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 - вертикальный разрез тепловыделяющей сборки ядерного реактора с опорными элементами в виде угловых пластин, закрепленных на дистанционирующих решетках кроме верхней, установленной на верхних концах тепловыделяющих элементов с верхними заглушками;
фиг. 2 - вертикальный разрез тепловыделяющей сборки ядерного реактора с опорными элементами в виде угловых пластин, закрепленных на дистанционирующих решетках кроме верхней, установленной на верхних концах тепловыделяющих элементов с верхними заглушками, и расположенных в зоне компенсационного объема и фиксаторов топливного столба тепловыделяющих элементов;
фиг. 3 - поперечный разрез тепловыделяющей сборки ядерного реактора с опорными элементами в виде угловых пластин.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 - вертикальный разрез тепловыделяющей сборки ядерного реактора с опорными элементами в виде угловых пластин, закрепленных на дистанционирующих решетках кроме верхней, установленной на верхних концах тепловыделяющих элементов с верхними заглушками;
фиг. 2 - вертикальный разрез тепловыделяющей сборки ядерного реактора с опорными элементами в виде угловых пластин, закрепленных на дистанционирующих решетках кроме верхней, установленной на верхних концах тепловыделяющих элементов с верхними заглушками, и расположенных в зоне компенсационного объема и фиксаторов топливного столба тепловыделяющих элементов;
фиг. 3 - поперечный разрез тепловыделяющей сборки ядерного реактора с опорными элементами в виде угловых пластин.
Варианты осуществления изобретения
Тепловыделяющая сборка ядерного ректора по п. 1 (фиг. 1 - 3) содержит пучок тепловыделяющих элементов 1 с верхними заглушками 2, компенсационными объемами 3 и фиксаторами (4) топливного столба 5. Пучок тепловыделяющих элементов 1 размещен в расположенных по высоте тепловыделяющей сборки дистанционирующих решетках 6 и 11. Головная и хвостовая части 7 и 8 соединены опорными элементами в виде труб 10. В углах тепловыделяющей сборки установлены по ее высоте от хвостовой части 8 угловые пластины 9, жестко соединенные с дистанционирующими решетками 6 и с хвостовой частью 8. По крайней мере одна дистанционирующая решетка 11, установленная на опорных элементах в виде труб 11 и тепловыделяющих элементах 1 в зоне компенсационного объема 3 от верхних заглушек 2 до фиксаторов топливного столба 5, выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно угловых пластин 9.
Тепловыделяющая сборка ядерного ректора по п. 1 (фиг. 1 - 3) содержит пучок тепловыделяющих элементов 1 с верхними заглушками 2, компенсационными объемами 3 и фиксаторами (4) топливного столба 5. Пучок тепловыделяющих элементов 1 размещен в расположенных по высоте тепловыделяющей сборки дистанционирующих решетках 6 и 11. Головная и хвостовая части 7 и 8 соединены опорными элементами в виде труб 10. В углах тепловыделяющей сборки установлены по ее высоте от хвостовой части 8 угловые пластины 9, жестко соединенные с дистанционирующими решетками 6 и с хвостовой частью 8. По крайней мере одна дистанционирующая решетка 11, установленная на опорных элементах в виде труб 11 и тепловыделяющих элементах 1 в зоне компенсационного объема 3 от верхних заглушек 2 до фиксаторов топливного столба 5, выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно угловых пластин 9.
Работа тепловыделяющей сборки ядерного реактора осуществляется следующим образом.
При работе реактора тепловыделяющие сборки посредством головной и хвостовой частей 7 и 8, соединенных опорными элементами в виде труб 10, взаимодействуют с внутрикорпусными устройствами ядерного реактора. На тепловыделяющую сборку действуют гидродинамические усилия от потока теплоносителя, нагрузки от механического перемещения тепловыделяющих элементов 1 относительно угловых пластин 9 и закрепленных на них дистанционирующих решеток 6, вызванного разностью тепловых и радиационных удлинений этих элементов. На участке топливного столба 5 диаметр тепловыделяющих элементов 1 в процессе эксплуатации постепенно уменьшается вследствие ползучести под действием наружного давления и высоких температур, обеспечивая пониженные усилия взаимодействия тепловыделяющих элементов 1 с ячейками дистанционирующих решеток 6. Соответственно на сварные соединения угловых пластин 9 с дистанционирующими решетками 6 действует пониженная нагрузка. На участках верхней заглушки 2, компенсационного объема 3 и фиксатора 4 топливного столба 5 диаметры тепловыделяющих элементов 1 не изменяются или изменяются незначительно вследствие более низких температур и отсутствия энерговыделений в этой зоне, поэтому сохраняются высокие натяги и усилия взаимодействия тепловыделяющих элементов 1 с ячейками дистанционирующих решеток 6. Поскольку эти дистанционирующие решетки 6 не соединены с угловыми пластинами 9, то они могут свободно перемещаться относительно них вместе с удлинением тепловыделяющих элементов 1.
Таким образом, исключаются высокие напряжения и возможность разрушения в элементах конструкции тепловыделяющей сборки и обеспечивается ее надежность и безопасность использования.
Промышленная применимость
Наиболее целесообразно предложенные решения использовать для эксплуатации на водо-водяных ядерных энергетических реакторах.
Наиболее целесообразно предложенные решения использовать для эксплуатации на водо-водяных ядерных энергетических реакторах.
Литература
1. Патент Российской Федерации RU 2093906 C1. 6 G21C 3/30. 3/06.
1. Патент Российской Федерации RU 2093906 C1. 6 G21C 3/30. 3/06.
Claims (1)
- Тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая пучок тепловыделяющих элементов (1) с верхними заглушками (2), компенсационными объемами (3) и фиксаторами (4) топливного столба (5), размещенный в расположенных по высоте тепловыделяющей сборки дистанционирующих решетках (6), головную и хвостовую части (7) и (8), соединенные опорными элементами, размещенными в углах тепловыделяющей сборки и выполненными в виде установленных по ее высоте от хвостовой части (8) угловых пластин (9), жестко соединенных с дистанционирующими решетками (6) и с хвостовой частью (8), отличающаяся тем, что на тепловыделяющих элементах (1) в зоне компенсирующих объемов (3) от верхних заглушек (2) до фиксаторов (4) топливного столба (5) установлена по крайней мере одна дистанционирующая решетка (11), выполненная с возможностью вертикального перемещения относительно угловых пластин (9).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122180/06A RU2178923C2 (ru) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122180/06A RU2178923C2 (ru) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99122180A RU99122180A (ru) | 2001-08-10 |
| RU2178923C2 true RU2178923C2 (ru) | 2002-01-27 |
Family
ID=20226097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99122180/06A RU2178923C2 (ru) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2178923C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005017917A1 (fr) * | 2003-08-18 | 2005-02-24 | Open Joint-Stock Company 'tvel' | Ensemble de cartouches de combustible de reacteur nucleaire |
| RU2558656C1 (ru) * | 2014-02-07 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Тепловыделяющая сборка стержневых твэлов (варианты) и способ ее работы |
| CN109844870A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-06-04 | Tvel股份公司 | 反应堆燃料组件 |
-
1999
- 1999-10-22 RU RU99122180/06A patent/RU2178923C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005017917A1 (fr) * | 2003-08-18 | 2005-02-24 | Open Joint-Stock Company 'tvel' | Ensemble de cartouches de combustible de reacteur nucleaire |
| RU2558656C1 (ru) * | 2014-02-07 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Тепловыделяющая сборка стержневых твэлов (варианты) и способ ее работы |
| CN109844870A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-06-04 | Tvel股份公司 | 反应堆燃料组件 |
| CN109844870B (zh) * | 2017-09-29 | 2023-11-17 | Tvel股份公司 | 反应堆燃料组件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4749544A (en) | Thin walled channel | |
| US4655995A (en) | Reversible BWR fuel assembly and method of using same | |
| US20080084957A1 (en) | Nuclear reactor fuel assemblies | |
| US5243635A (en) | Fuel rod capturing grid spring and arch | |
| JPH0516759B2 (ru) | ||
| RU2178923C2 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| US4289582A (en) | Nuclear reactor collecting tank with thermal insulation | |
| JP2013540271A (ja) | 原子燃料集合体の抑えばね | |
| US5859887A (en) | Nuclear fuel assembly support grid | |
| US5627866A (en) | Fuel assembly structure using channel for load support | |
| US3793142A (en) | Nuclear reactor having means for clamping a steam treating unit | |
| US3753856A (en) | Core clamping system for a nuclear reactor | |
| JP3108189B2 (ja) | 核燃料集合体の上部ノズル | |
| US5610961A (en) | Fuel assembly structure using channel for load support | |
| RU2190263C2 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| KR100775575B1 (ko) | 이중 누름 스프링을 사용한 핵연료집합체용 상단고정체 | |
| USRE34246E (en) | Thin walled channel | |
| EP0528672A1 (en) | Reactor pressure vessel with forged nozzles | |
| RU2093906C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| KR101913445B1 (ko) | 핵 연료봉 플레넘 스프링 조립체 | |
| RU2216056C2 (ru) | Тепловыделяющая сборка и активная зона водо-водяного ядерного реактора | |
| RU2234752C2 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора тепловой мощностью от 1150 мвт до 1700 мвт | |
| US5207977A (en) | Reactor pressure vessel with forged nozzles | |
| US6934351B2 (en) | Boiling water reactor fuel assembly | |
| JPH1010260A (ja) | 沸騰水型原子炉の燃料アセンブリ用の持ち上げアセンブリ、沸騰水型原子炉用の燃料アセンブリ及び持ち上げアセンブリを沸騰水型原子炉の燃料アセンブリに固定する方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061023 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080220 |
|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161023 |