RU2229176C2

RU2229176C2 - Fuel assembly built around fuel microelements

Info

Publication number: RU2229176C2
Application number: RU2000114920/06A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Фальковский (RU); Л.Н. Фальковский
Original assignee: Жуков Николай Анатольевич
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2004-05-20

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: fuel assembly is provided with perforated partition rigidly coupled with internal and external cans. It has movable bottom provided with springs capable of applying pressure exceeding mass of lower layer of charge. EFFECT: twice as low mass of fuel stack charge. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области атомной энергетики.The invention relates to the field of nuclear energy.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является конструкция тепловыделяющей сборки с микротвэлами, включающая наружный перфорированный чехол, внутренний перфорированный чехол, подвижную подпружиненную крышку, днище, свободную засыпку микротвэлов в пространстве между ними и пространственные элементы жесткости, приваренные к наружному и внутреннему чехлам. (RU 95106615 А1, МПК G 21 С 3/00, 27.04.1997)The closest in technical essence to the claimed technical solution is the design of the fuel assembly with microfuel, including an external perforated cover, an internal perforated cover, a movable spring-loaded cover, a bottom, free filling of microfuel in the space between them and spatial stiffeners welded to the outer and inner covers. (RU 95106615 A1, IPC G 21 C 3/00, 04/27/1997)

Известная конструкция организует поперечное течение теплоносителя в слое микротвэлов (МТ), что обеспечивает приемлемые гидравлические характеристики тепловыделяющей сборки (ТВС) даже при малом диаметре МТ. Подвижная подпружиненная крышка обеспечивает неподвижность слоя микротвэлов при работе на мощности, когда скорость теплоносителя может быть больше скорости образования “кипящего” слоя. Одновременно обеспечивается компенсация разности температурных расширений конструкционных материалов ТВС и засыпки МТ. Одной из проблем ТВС такого типа является обеспечение устойчивости наружного чехла под действием веса засыпки.The known design organizes the transverse flow of the coolant in the layer of microfuel (MT), which provides acceptable hydraulic characteristics of the fuel assembly (FA) even with a small diameter MT. A movable spring-loaded cover provides immobility of the microfuel layer when operating at power, when the speed of the coolant can be greater than the rate of formation of the “fluidized” layer. At the same time, compensation is provided for the difference in the temperature expansions of the FA structural materials and MT filling. One of the problems of this type of fuel assemblies is the stability of the outer cover under the influence of the weight of the backfill.

Задачей данного изобретения является уменьшение в два раза давления веса столба засыпки, действующего на стенки чехлов.The objective of the invention is to halve the pressure of the weight of the backfill column acting on the walls of the covers.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в ТВС на половине высоты засыпки МТ выполнена перфорированная перегородка, жестко соединенная с наружным и внутренним чехлами, днище выполнено подвижным и снабжено пружинами силой больше веса нижней половины засыпки.The solution to this problem is achieved by the fact that in the fuel assembly at half the height of the MT filling, a perforated partition is made rigidly connected to the outer and inner covers, the bottom is movable and equipped with springs with a force greater than the weight of the lower half of the filling.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

ТВС на чертеже включает наружный чехол 1 с перфорацией 2, внутренний чехол 3 с перфорацией 4, пространственные элементы жесткости 5, направляющие трубы для всепоглощающих стержней 6, подвижную крышку 7, пружины 8, головку 9, перегородку 10 с перфорацией 11, подвижное днище 12, пружины 13, хвостовик 14 и засыпку МТ 15.FA in the drawing includes an outer cover 1 with perforation 2, an inner cover 3 with perforation 4, spatial stiffeners 5, guide tubes for all-absorbing rods 6, a movable cover 7, a spring 8, a head 9, a partition 10 with a perforation 11, a movable bottom 12, springs 13, shank 14 and backfill MT 15.

ТВС на чертеже работает следующим образом.FA in the drawing works as follows.

При работе реактора на номинальной мощности циркуляция теплоносителя происходит так же, как и ТВС в прототипе. Теплоноситель входит через хвостовик 14 во внутренний чехол 4, раздается через перфорацию 5, поступает в засыпку 15 и нагревается в ней. Горячий теплоноситель через перфорацию 2 в чехле 1 выходит из ТВС в зазор между соседними ТВС (на чертеже не показаны) и по нему выходит из активной зоны. Перфорация 11 в перегородке 12 не мешает циркуляции теплоносителя в вертикальном направлении. Вертикальная составляющая скорости вносит всего несколько процентов в переносе тепла по сравнению с переносом, происходящим в зазоре между соседними ТВС. Тем не менее эта составляющая важна с точки зрения выравнивания осевой неравномерности подогрева теплоносителя. Неподвижность засыпки обеспечивается подвижной крышкой 7 и пружинами 8. Компенсация разности температурных расширений обеспечивается подвижными крышкой 7 и днищем 11. В стояночном режиме при отсутствии циркуляции теплоносителя засыпка удерживается днищем 11 за счет силы пружин 13. При этом давление веса столба засыпки в два раза меньше, так как половину веса столба воспринимает перегородка 12.When the reactor is operating at rated power, the coolant circulates in the same way as the fuel assemblies in the prototype. The coolant enters through the shank 14 into the inner cover 4, is distributed through the perforation 5, enters the backfill 15 and heats up in it. Hot coolant through the perforation 2 in the case 1 leaves the fuel assembly into the gap between adjacent fuel assemblies (not shown in the drawing) and leaves the active zone along it. Perforation 11 in the partition 12 does not interfere with the circulation of the coolant in the vertical direction. The vertical component of the velocity contributes only a few percent in heat transfer compared to the transfer that occurs in the gap between adjacent fuel assemblies. Nevertheless, this component is important from the point of view of leveling the axial unevenness of heating of the coolant. The backfill immobility is provided by the movable cover 7 and the springs 8. Compensation of the temperature expansion difference is provided by the movable cover 7 and the bottom 11. In the standby mode, in the absence of coolant circulation, the backfill is held by the bottom 11 due to the force of the springs 13. The pressure of the backfill column weight is two times less. since half of the weight of the column is perceived by the partition 12.

Предложенное техническое решение позволяет уменьшить необходимую толщину наружного чехла в два раза и тем самым существенно улучшить нейтронно-физические и теплогидравлические характеристики активной зоны с МТ.The proposed technical solution allows to reduce the required thickness of the outer cover by half and thereby significantly improve the neutron-physical and thermal hydraulic characteristics of the core with MT.

Claims

A fuel assembly with microfuel, including an external perforated cover, an internal perforated cover, a spring-loaded movable cover, a bottom, a free backfill of microfuel in the space between them and spatial stiffeners welded to the outer and inner covers, characterized in that in the fuel assembly at half the height of the backfill microtel made perforated partition, rigidly connected to the outer and inner covers, the bottom is movable and equipped with springs with a force greater than sa lower half of the filling.