RU2256243C2 - Nuclear reactor fuel assembly - Google Patents

Nuclear reactor fuel assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2256243C2
RU2256243C2 RU2003116309/06A RU2003116309A RU2256243C2 RU 2256243 C2 RU2256243 C2 RU 2256243C2 RU 2003116309/06 A RU2003116309/06 A RU 2003116309/06A RU 2003116309 A RU2003116309 A RU 2003116309A RU 2256243 C2 RU2256243 C2 RU 2256243C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
shank
fuel assembly
plugs
tubular channels
Prior art date
Application number
RU2003116309/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003116309A (en
Inventor
И.Г. Чапаев (RU)
И.Г. Чапаев
М.Г. Зарубин (RU)
М.Г. Зарубин
В.И. Батуев (RU)
В.И. Батуев
В.Д. Бачурин (RU)
В.Д. Бачурин
Ю.Г. Катанов (RU)
Ю.Г. Катанов
И.Н. Васильченко (RU)
И.Н. Васильченко
А.И. Кушманов (RU)
А.И. Кушманов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
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 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU2003116309/06A priority Critical patent/RU2256243C2/en
Publication of RU2003116309A publication Critical patent/RU2003116309A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256243C2 publication Critical patent/RU2256243C2/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: nuclear power engineering.
SUBSTANCE: supporting ribs of fuel assembly bottom nozzle are droplet-shaped in cross-section and are made in the form of two coaxially disposed rings secured to bottom nozzle so that they are abutting against bottom end of lower spacer grid.
EFFECT: enhanced operating reliability and improved hydrodynamic characteristics of fuel assembly.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано на предприятиях изготовления тепловыделяющих сборок (ТВС) для ядерных реакторов типа ВВЭР.The invention relates to nuclear energy and can be used in enterprises manufacturing fuel assemblies (FA) for nuclear reactors of the WWER type.

Известна ТВС ядерного реактора ВВЭР-440, включающая пучок тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), установленных в каркасе из дистанционирующих решеток шестигранной формы, смонтированных на центральном трубчатом канале, закрепленном вместе с ТВЭЛами нижним концом в нижней решетке, хвостовик, соединенный с нижней решеткой с помощью переходников, закрепленных в углах этой решетки, чехол в виде охватывающей весь пучок ТВЭЛов шестигранной трубы, присоединенной одним концом к хвостовику, головку, закрепленную на другом конце чехлом, и элементы, обеспечивающие закрепление ТВЭЛов в нижней решетке (см. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы: учебник для ВУЗов, 2-е издание переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1990 г., стр.31-35).Known fuel assemblies of a VVER-440 nuclear reactor, including a beam of fuel elements (fuel elements) installed in a frame of hexagonal spacing grids mounted on a central tubular channel fixed together with fuel rods with a lower end in the lower grid, a shank connected to the lower grid using adapters fixed in the corners of this lattice, a cover in the form of a hexagonal tube covering the entire bundle of fuel rods connected at one end to the shank, a head fixed to the other end by a cover, and elements printing the fixing of fuel elements in the lower lattice (see B. Dementyev, Nuclear Power Reactors: a textbook for universities, 2nd edition, revised and expanded. M .: Energoatomizdat, 1990, pp. 31-35).

В известной ТВС от осевого перемещения вверх вниз ТВЭЛы закреплены в нижней решетке своими нижними заглушками, размещенными в ее соответствующих ячейках. В качестве элемента, препятствующего осевому перемещению ТВЭЛов относительно нижней решетки вниз, использован кольцевой уступ на каждой нижней заглушке над верхним торцом этой решетки.In the known fuel assembly from the axial up-down movement, the fuel rods are fixed in the lower lattice with their lower caps placed in its corresponding cells. As an element that prevents the axial movement of the fuel rods relative to the lower lattice down, an annular ledge is used on each lower plug above the upper end of this lattice.

Осевое перемещение ТВЭЛов относительно нижней решетки вверх ограничено посредством шплинта, размещенного в пазу, выполненном на нижнем торце этой нижней решетки вдоль всего ряда ячеек для нижних заглушек ТВЭЛа и пропущенного через отверстия в каждой нижней заглушке на уровне упомянутого паза для размещения шплинта. Количество шплинтов соответствует числу рядов ТВЭЛов в ТВС. Оба конца каждого шплинта закреплены на боковой грани нижней решетки. Центральный трубный канал, используемый для размещения в ТВС измерительных приборов, закреплен своим наконечником в нижней решетке аналогичным креплением, что и ТВЭЛы. Недостатком данной ТВС является высокая трудоемкость ее изготовления из-за ручных операций по ориентированию каждого ТВЭЛа отверстиями в заглушках навстречу шплинту, по шплинтованию через отверстия в нижних заглушках каждого ТВЭЛа и закрепления шплинтов сваркой. Эти операции не поддаются автоматизации.The axial movement of the fuel rods relative to the lower lattice up is limited by means of a cotter pin located in the groove made on the lower end of this lower lattice along the entire row of cells for the lower plugs of the fuel rod and passed through the holes in each lower plug at the level of the groove for the cotter pin. The number of cotter pins corresponds to the number of rows of fuel rods in a fuel assembly. Both ends of each cotter pin are fixed to the side face of the lower grill. The central pipe channel used to place measuring instruments in the fuel assemblies is fixed with its tip in the lower grill with the same fastening as the fuel rods. The disadvantage of this fuel assembly is the high complexity of its manufacture due to manual operations on orienting each fuel rod with holes in the plugs towards the cotter pin, splinting through holes in the lower plugs of each fuel rod and fixing the cotter pins with welding. These operations are not automated.

Известна ТВС ядерного реактора ВВЭР-1000, включающая пучок ТВЭЛов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток шестигранной формы, смонтированных на трубчатых каналах, закрепленных вместе с ТВЭЛами нижними заглушками в нижней решетке, хвостовик, соединенный с нижней решеткой с помощью переходников, закрепленных в углах этой решетки, головку и элементы, обеспечивающие закрепление ТВЭЛов в нижней решетке (см. там же, стр.41-45). Эта ТВС, кроме центрального, имеет ряд трубчатых каналов, используемых для размещения в них регулирующих стержней.Known fuel assemblies for a VVER-1000 nuclear reactor, including a bunch of fuel rods installed in a frame of hexagonal spacer grids mounted on tubular channels, are mounted together with fuel rods with lower plugs in the lower grill, a shank connected to the lower grill using adapters fixed in the corners of this gratings, the head and the elements that secure the fuel rods in the lower grating (see ibid., p. 41-45). This fuel assembly, in addition to the central one, has a number of tubular channels used to place control rods in them.

ТВЭЛы закреплены в нижней решетке аналогичным, что и в описанной выше ТВС, образом. Хвостовик снабжен системой опорных ребер для нижней решетки, которые прилегают к ее нижнему торцу, а головка закреплена на выступающих из пучка ТВЭЛов верхних трубчатых каналах для регулирующих стержней. Данная ТВС имеет тот же недостаток, что и ТВС, описанная выше, но выраженный более явно, поскольку она имеет почти втрое больше ТВЭЛов, следовательно, и более высокую трудоемкость операции монтажа шплинтов при закреплении пучка ТВЭЛ в нижней решетке. Кроме того, обе тепловыделяющие сборки являются неразборными, что создает известные трудности при замене одного или нескольких ТЭВЛ в ТВС, а пазы на нижних торцах нижних решеток для шплинтов, размещенные перпендикулярно потоку теплоносителя, могут вызвать непредсказуемую вибрацию ТВС и разрушение по сварке нижней заглушки к ТВЭЛу.The fuel elements are fixed in the lower lattice in the same way as in the fuel assemblies described above. The shank is equipped with a system of supporting ribs for the lower lattice, which are adjacent to its lower end, and the head is mounted on the upper tubular channels protruding from the fuel rod bundle for the control rods. This fuel assembly has the same drawback as the fuel assembly described above, but more pronounced, since it has almost three times as many fuel rods, therefore, the higher laboriousness of the cotter pin assembly operation when fixing the fuel rod bundle in the lower grating. In addition, both fuel assemblies are non-separable, which creates certain difficulties when replacing one or several fuel assemblies in fuel assemblies, and the grooves on the lower ends of the cotter pin grids placed perpendicular to the coolant flow can cause unpredictable vibration of the fuel assemblies and damage to welding of the lower plug to the fuel assembly .

Известна тепловыделяющая сборка ядерного реактора, преимущественно ВВЭР, включающая пучок тепловыделяющих элементов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток, смонтированных на трубчатых каналах, закрепленных вместе с тепловыделяющими элементами, нижними заглушками в нижней решетке, снабженной переходниками, хвостовик с опорными ребрами, присоединенный к переходникам нижней решетки, головку, закрепленную на верхних концах трубчатых каналов, и элементы, обеспечивающие закрепление нижних заглушек тепловыделяющих элементов в нижней решетке (см. Патент Российской Федерации RU 2079170 от 30.05.95 г., опубликован 10.05.97 г., МПК 6 G 3/32).Known fuel assembly of a nuclear reactor, mainly VVER, including a beam of fuel elements mounted in a frame of spacer grids mounted on tubular channels, mounted together with fuel elements, lower plugs in the lower grid equipped with adapters, a shank with supporting ribs attached to the adapters of the lower gratings, a head mounted on the upper ends of the tubular channels, and elements that secure the lower plugs of the fuel elements s at the bottom of the lattice (see. Russian Patent RU 2079170 of 30.05.95 of, published 10.05.97, IPC 6 G 3/32).

В тепловыделяющей сборке-прототипе у нижних заглушек тепловыделяющих элементов нижние концы предварительно перед сборкой рассечены в продольном направлении на две равные части, а при сборке тепловыделяющей сборки эти равные части за нижним торцом нижней решетки разведены в стороны, например, осадкой их на конусный дорн. Тепловыделяющая сборка по патенту 2079170 устраняет недостатки известных ТВС в части трудоемкости за счет исключения шплинтования ТВЭЛов, автоматизации закрепления заглушек ТВЭЛов в нижней решетке и появляется возможность замены одного или нескольких ТВЭЛов, т.е. такую ТВС можно назвать как вариант разборной ТВС. Однако при этом не учтено, что выполнение на каждой заглушке дополнительно фрезерных работ по рассечению конца заглушки на две части повышает ее себестоимость изготовления, толщина одной части при этом составляет 1,5 мм, что не исключает ее изгиба, повреждения на стадии изготовления и транспортировки. При запрессовке ТВЭЛа через 15 дистанционирующих решеток и одну нижнюю решетку при сборке ТВС не исключено повреждение рассеченных частей нижней заглушки в процессе сборки ТВС. Не исключено повреждение рассеченных частей нижней заглушки в процессе их осадки на дорн. ТВЭЛ со сломанной, хотя бы одной частью, уходит в брак.In the fuel assembly prototype of the lower plugs of the fuel elements, the lower ends are previously dissected in the longitudinal direction into two equal parts before assembly, and when assembling the fuel assembly, these equal parts are separated to the sides behind the lower end of the lower grill, for example, by upsetting them on a conical mandrel. The fuel assembly according to patent 2079170 eliminates the disadvantages of the known fuel assemblies in terms of complexity by eliminating the pinning of the fuel rods, automating the fastening of the plugs of the fuel rods in the lower lattice and it becomes possible to replace one or more fuel rods, i.e. such a fuel assembly can be called as a variant of a collapsible fuel assembly. However, it was not taken into account that performing additional milling operations on each plug to dissect the end of the plug into two parts increases its manufacturing cost, the thickness of one part being 1.5 mm, which does not exclude its bending, damage at the stage of manufacture and transportation. When a fuel rod is pressed through 15 spacer grids and one lower grille during assembly of a fuel assembly, damage to the dissected parts of the lower plug during the assembly of the fuel assembly is possible. Damage to the dissected parts of the lower plug during precipitation on the mandrel is not ruled out. A fuel rod with a broken, at least one part, goes into marriage.

Известно, что ядерные реакторы типа ВВЭР работают при температурах 270-330°С теплоносителя и давлении 10-20 МПа с подачей теплоносителя снизу вверх активной зоны (см. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. Книга 1, М.: Энергоатомиздат., 1995 г., стр.14, §1.2), что не исключает осевого смещения ТВЭЛа снизу вверх в ТВС и выталкивания его из ячейки нижней решетки. Кроме того, разведенные части нижней заглушки ТВЭЛа создают дополнительное сопротивление потоку теплоносителя. Если же учесть, что концы нижних заглушек размещены в ячейках нижней решетки с зазором, то могут возникнуть непредсказуемая вибрация ТВЭЛ и разрушение сварного шва оболочки ТВЭЛа с нижней заглушкой, так как цирконий отличается склонностью к разъедающей коррозии, появляющейся в результате колебания даже при очень малых амплитудах (см. Металлургия циркония. Перевод с английского. Издательство Иностранной литературы, М., 1959 г., стр.298).It is known that VVER-type nuclear reactors operate at temperatures of 270-330 ° C of coolant and a pressure of 10-20 MPa with a coolant supply from the bottom up of the core (see Development, production and operation of fuel elements of power reactors. Book 1, M .: Energoatomizdat. , 1995, p. 14, §1.2), which does not exclude the axial displacement of the fuel rod from bottom to top in the fuel assembly and pushing it out of the cell of the lower lattice. In addition, the diluted parts of the lower plug of the fuel rod create additional resistance to the flow of coolant. If we take into account that the ends of the lower plugs are placed in the cells of the lower lattice with a gap, then unpredictable vibration of the fuel rods and the destruction of the weld of the fuel rod shell with the lower plug can occur, since zirconium is prone to corrosive corrosion resulting from oscillations even at very small amplitudes (see Metallurgy of zirconium. Translation from English. Foreign Literature Publishing House, M., 1959, p. 298).

При сборке ТВС для предохранения от повреждения нижних рассеченных частей нижних заглушек ТВЭЛ при их запрессовке через ячейки пятнадцати параллельно установленных дистанционирующих решеток предварительно перед запрессовкой на рассеченную часть нижней заглушки устанавливались полимерные наконечники. Запрессовка ТВЭЛа через ячейки дистанционирующих решеток осуществлялась наконечниками вперед до нижней решетки. Перед нижней решеткой запрессовка прекращалась для удаления наконечников, а затем шла допрессовка ТВЭЛа нижней частью нижней заглушки в ячейку нижней решетки, где за нижним торцом нижней решетки осуществлялась осадка рассеченной части нижней заглушки на дорне. Остановка запрессовки снижала производительность сборки ТВС, а ручное снятие наконечников перед нижней решеткой и дорнование рассеченной части заглушки увеличивало трудозатраты и повышало себестоимость изготовления ТВС.When assembling fuel assemblies, to prevent damage to the lower dissected parts of the lower plugs of the fuel elements when they are pressed through the cells of fifteen parallel-mounted spacer grids, polymer tips were previously installed on the dissected part of the lower plug before mounting. Pressing the fuel rod through the cells of the spacer grids was carried out with the tips forward to the bottom of the grid. Before the lower lattice, the pressing was stopped to remove the tips, and then the TVEL was pressed with the lower part of the lower cap into the cell of the lower lattice, where behind the lower end of the lower lattice, the dissected part of the lower cap was deposited on the mandrel. Stopping the press-fitting reduced the assembly performance of the fuel assemblies, and manual removal of the tips in front of the lower grill and the burning of the dissected part of the plug increased labor costs and increased the cost of manufacturing fuel assemblies.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является тепловыделяющая сборка ядерного реактора, преимущественно типа ВВЭР, включающая пучок тепловыделяющих элементов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток, смонтированных на трубчатых каналах, закрепленных вместе с тепловыделяющими элементами нижними заглушками в нижней решетке, снабженной переходниками, хвостовик с опорными ребрами, присоединенный к переходникам нижней решетки, головку, закрепленную на верхних концах трубчатых каналов, и элементы, обеспечивающие закрепление тепловыделяющих элементов в нижней решетке, выполненные в виде, по крайней мере, одной пуклевки на стенках ячеек со стороны нижнего торца нижней решетки в сторону размещаемой в ячейке нижней части нижней заглушки, повторяющей форму ячейки и кольцевого пояска на нижней части нижней заглушки, фиксирующего пуклевку в месте их касания, а торец нижней части нижней заглушки выполнен полусферическим. На стенках каждой ячейки для нижней части нижней заглушки тепловыделяющего элемента по образующей со стороны нижнего торца нижней решетки выполнены фаски, а кольцевой поясок на нижней части нижней заглушки выполнен фиксирующим эту форму в месте касания с пуклевкой с углом раствора кольцевого пояска больше, чем угол раствора без фаски на ячейке (см. Патент RU 2174718, MПК 7 G 21 C 3/32, приоритет 28.12.1999 г., опубл. 10.10.2001 г. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора).The closest in technical essence and the achieved effect is a fuel assembly of a nuclear reactor, mainly of the WWER type, including a bunch of fuel elements installed in a frame of spacer grids mounted on tubular channels, fixed together with fuel elements with lower plugs in the lower grid equipped with adapters, a shank with support ribs attached to the adapters of the lower grill, a head mounted on the upper ends of the tubular channels, and elements providing fastening of the fuel elements in the lower lattice, made in the form of at least one puklevka on the cell walls from the side of the lower end of the lower lattice in the direction of the lower part of the lower cap placed in the cell, repeating the shape of the cell and the annular band on the lower part of the lower cap, fixing the pupple in the place of their contact, and the end face of the lower part of the lower plug is made hemispherical. Chamfers are made on the walls of each cell for the lower part of the lower plug of the fuel element along the generatrix from the side of the lower end of the lower lattice, and the annular girdle on the lower part of the lower plug is made fixing this shape at the point of contact with the marking with the opening angle of the annular girdle larger than the opening angle without chamfers on the cell (see Patent RU 2174718, IPC 7 G 21 C 3/32, priority December 28, 1999, publ. October 10, 2001. The fuel assembly of a nuclear reactor).

Выполнение элементов крепления в нижней решетке в виде пары: кольцевой поясок на нижней части нижней заглушки и пуклевка или пуклевки на стенках ячейки нижней решетки, повторяющие в сечении кольцевой поясок с полусферическим торцом нижней части нижней заглушки позволяют:The implementation of the fastening elements in the lower lattice in the form of a pair: an annular girdle on the lower part of the lower stub and a bump or puff on the cell walls of the lower grating, repeating in cross section the annular girdle with a hemispherical end face of the lower part of the lower stub allow:

- повысить надежность крепления тепловыделяющих элементов в нижней решетке ТВС за счет надежного сцепления пары: пуклевка - поясок и соответственно повысить надежность эксплуатации ТВС в ядерном реакторе;- to increase the reliability of fastening of fuel elements in the lower fuel assembly lattice due to the reliable coupling of the pair: beetle - belt and, accordingly, increase the reliability of operation of fuel assemblies in a nuclear reactor;

- снизить трудозатраты и повысить производительность, что в целом снизит себестоимость изготовления ТВС за счет отмены использования наконечников при сборке ТВС;- reduce labor costs and increase productivity, which will generally reduce the cost of manufacturing fuel assemblies by eliminating the use of tips in assembling fuel assemblies;

- снизить себестоимость изготовления нижних заглушек за счет выполнения при изготовлении только токарных работ, отмены фрезерных и сверлильных работ и снизить себестоимость изготовления в целом ТВС;- reduce the cost of manufacturing the lower plugs by performing only turning operations during the manufacture, cancel milling and drilling operations and reduce the cost of manufacturing the entire fuel assembly;

- обеспечить безопасность персонала и не подвергать персонал облучению при изготовлении ТВС со смешанным топливом за счет предварительного закрепления хвостовика к нижней решетке, исключения операции снятия наконечников с нижних заглушек ТВЭЛ перед нижней решеткой и перевода сборки ТВС на безлюдную технологию;- ensure the safety of personnel and not expose personnel to irradiation in the manufacture of fuel assemblies with mixed fuel by pre-attaching the shank to the lower grill, eliminating the operation of removing the tips from the lower plugs of the fuel rod in front of the lower grill and transferring the assembly of the fuel assemblies to unmanned technology;

- осуществить сборку ТВС в неразборном варианте и разборном варианте при выполнении фаски на стенках ячеек нижней решетки со стороны ее нижнего торца и соответственно выполнения ответного кольцевого пояска на нижней части нижней заглушки, повторяющего в сечении пуклевку с фаской.- to assemble fuel assemblies in a non-separable version and a collapsible version when performing a chamfer on the walls of the cells of the lower lattice from the side of its lower end and, accordingly, performing a reciprocal ring belt on the lower part of the lower plug, repeating the cross-section with a bevel with a chamfer.

Однако в тепловыделяющих сборках-аналогах и в тепловыделяющей сборке-прототипе крепеж заглушек каналов направляющих и крепеж нижних заглушек тепловыделяющих элементов осуществлен в нижней решетке, которая является опорным элементом для всей тепловыделяющей сборки.However, in the heat-generating assemblies-analogues and in the heat-generating assembly-prototype, the fastening of the plugs of the guide channels and the fastening of the lower plugs of the fuel elements is carried out in the lower grill, which is a supporting element for the entire fuel assembly.

Хвостовик в тепловыделяющих сборках аналогах и в тепловыделяющей сборке-прототипе снабжен опорными ребрами, на которые нижняя решетка опирается нижним торцом (см. Б.А.Дементьев. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990 г., с.44 рис.2.13; Патент RU 20799170, фиг.2; Патент RU 2174718, формула изобретения).The shank in the analog fuel assemblies and in the prototype fuel assembly is equipped with support ribs on which the lower lattice is supported by the lower end (see B. A. Dementyev. Nuclear power reactors. M .: Energoatomizdat, 1990, p. 44 fig. 2.13 ; Patent RU 20799170, figure 2; Patent RU 2174718, claims).

При восходящем потоке теплоносителя снизу вверх с температурой 270...330°С и давлении 10...20 МПа в активной зоне ядерного реактора не исключена деформация нижней решетки тепловыделяющей сборки, что может привести к изменению проходных сечений между ТВЭЛами. Различие размеров проходных сечений приводит к отклонениям расхода и скорости теплоносителя. А если учесть, что энерговыделение и тепловая нагрузка ТВЭЛа не зависят от расхода теплоносителя, то это неизбежно приводит к отклонениям как подогрева самого теплоносителя, так и температурных перепадов по сечению (см. Б.А.Дементьев. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990 г., с.150...151).With an upward flow of coolant from a temperature of 270 ... 330 ° C and a pressure of 10 ... 20 MPa in the core of a nuclear reactor, deformation of the lower lattice of the fuel assembly is not ruled out, which can lead to a change in the flow cross sections between the fuel elements. The difference in the sizes of the flow sections leads to deviations in the flow rate and the coolant velocity. And if we take into account that the energy release and heat load of the fuel element do not depend on the flow rate of the coolant, then this inevitably leads to deviations of both heating of the coolant itself and temperature differences in the cross section (see B. A. Dementyev. Nuclear power reactors. M .: Energoatomizdat , 1990, p. 150 ... 151).

То же самое происходит при возможных гидравлических развертках в хвостовике тепловыделяющей сборки из-за опорных ребер, создающих гидравлическое сопротивление.The same thing happens with possible hydraulic reamers in the shank of the fuel assembly due to the support ribs creating hydraulic resistance.

Технической задачей изобретения является повышение надежности эксплуатации тепловыделяющей сборки в активной зоне ядерного реактора и улучшение ее гидродинамических характеристик.An object of the invention is to increase the reliability of operation of a fuel assembly in the core of a nuclear reactor and to improve its hydrodynamic characteristics.

Эта техническая задача решается тем, что в тепловыделяющей сборке ядерного реактора, преимущественно типа водо-водяного энергетического реактора, включающей пучок тепловыделяющих элементов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток, смонтированных на трубчатых каналах, закрепленных вместе с тепловыделяющими элементами нижними заглушками в нижней решетке, снабженной переходниками, хвостовик с опорными ребрами, присоединенный к переходникам нижней решетки, головку, закрепленную на верхних концах трубчатых каналов, и элементы закрепления тепловыделяющих элементов в нижней решетке; согласно изобретению опорные ребра хвостовика тепловыделяющей сборки выполнены в сечении капле видной формы в виде двух коаксиально расположенных, закрепленных к хвостовику колец, примыкающих к нижнему торцу нижней решетки, при этом в торцах заглушек трубчатых каналов, расположенных в отверстиях нижней решетки, выполнены соосно торцам заглушек отверстия с резьбовым соединением с ответными крепежными элементами с ответной резьбой, расположенными соосно каждому трубчатому каналу в корпусах опорных ребер коаксиально расположенных колец, а крепеж центральной части нижней решетки к хвостовику осуществлен стяжкой выше указанных крепежных элементов с резьбовыми соединениями в отверстиях торцов нижних заглушек трубчатых каналов.This technical problem is solved in that in the fuel assembly of a nuclear reactor, mainly of the type of pressurized water reactor, comprising a bundle of fuel elements installed in a frame of spacer grids mounted on tubular channels, fixed together with the fuel elements with lower plugs in the lower grid equipped with adapters, a shank with supporting ribs attached to the adapters of the lower grill, a head mounted on the upper ends of the tubular channels, and an element nt fastening of fuel elements in the lower grill; according to the invention, the supporting ribs of the shank of the fuel assembly are made in the section of a droplet of a prominent shape in the form of two coaxially arranged rings fixed to the shank adjacent to the lower end of the lower lattice, while at the ends of the plugs of the tubular channels located in the holes of the lower lattice, they are made aligned with the ends of the plugs of the hole with a threaded connection with mating fasteners with mating thread, located coaxially to each tubular channel in the housing of the support ribs of coaxially spaced EC, and the fastening of the central part of the lower grill to the shank is carried out by a screed above the indicated fasteners with threaded connections in the holes of the ends of the lower plugs of the tubular channels.

Такое выполнение тепловыделяющей сборки позволит закрепить трубчатые каналы непосредственно к хвостовику, снять нагрузку с нижней решетки, к которой ранее эти трубчатые каналы крепились, и перенести нагрузку с нижней решетки на более массивный хвостовик, закрепить при этом нижнюю решетку к хвостовику не только через переходники с внешней стороны тепловыделяющей сборки, но и центральную часть нижней решетки ее стяжкой к опорным кольцам каплевидной формы в сечении, что повысит надежность эксплуатации тепловыделяющей сборки в активной зоне ядерного реактора и улучшит ее гидродинамические характеристики.This embodiment of the fuel assembly will allow the tubular channels to be fixed directly to the shank, to remove the load from the lower grate to which these tubular channels were previously attached, and to transfer the load from the lower grate to a more massive shank, while fixing the lower grate to the shank not only through adapters with an external side of the fuel assembly, but also the central part of the lower lattice with its screed to the drop-shaped support rings in cross section, which will increase the reliability of operation of the fuel assembly in the active onet of a nuclear reactor and will improve its hydrodynamic characteristics.

На чертежах представлена тепловыделяющая сборка, где наThe drawings show a fuel assembly, where

Фиг.1 - общий вид ТВС;Figure 1 - General view of the fuel assembly;

Фиг.2 - фрагмент крепления хвостовика к нижней решетке;Figure 2 is a fragment of the mounting of the shank to the lower grill;

фиг.3а - опорные ребра хвостовика и крепеж трубчатых каналов (вид сверху);figa - supporting ribs of the shank and fixture tubular channels (top view);

фиг.3б – опорные ребра хвостовика и крепеж трубчатых каналов в разрезе;figb - supporting ribs of the shank and fixture tubular channels in the context;

Фиг.4 - фрагмент крепления трубчатых каналов, нижней решетки к опорным ребрам.Figure 4 is a fragment of the mounting of the tubular channels, the lower lattice to the supporting ribs.

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора, преимущественно типа ВВЭР, включает пучок тепловыделяющих элементов 1, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток 2, смонтированных на трубчатых каналах 3, закрепленных вместе с тепловыделяющими элементами нижними заглушками 4 (фиг.2) в нижней решетке 5, снабженной переходниками 6, хвостовик 7 с опорными ребрами 8, присоединенный к переходникам 6 нижней решетки 5, головку 9, закрепленную на верхних концах трубчатых каналов 3, и элементы, обеспечивающие закрепление тепловыделяющих элементов 1 в нижней решетке 5 (не показаны).The fuel assembly of a nuclear reactor, mainly of the WWER type, includes a bunch of fuel elements 1 mounted in a frame of spacer grids 2 mounted on tubular channels 3, mounted together with the fuel elements with lower plugs 4 (Fig. 2) in the lower grid 5 equipped with adapters 6 , a shank 7 with supporting ribs 8, attached to the adapters 6 of the lower lattice 5, the head 9, mounted on the upper ends of the tubular channels 3, and the elements that secure the fuel elements 1 in the lower grill 5 (not shown).

Опорные ребра 8 хвостовика 7 тепловыделяющей сборки выполнены в сечении каплевидной формы в виде коаксиально расположенных закрепленных к хвостовику 7 колец 10, 11, примыкающих к нижнему торцу нижней решетки 5, при этом на торцах заглушек 12 трубчатых каналов 3, расположенных в отверстиях 13 нижней решетки 5, выполнены сосно торцам заглушек 12 отверстия 14 с резьбовым соединением с ответными крепежными элементами 15 с ответной резьбой, расположенных соосно каждому трубчатому каналу 3 в корпусах опорных ребер 8 - коаксиально расположенных колец 10, 11.The supporting ribs 8 of the shank 7 of the fuel assembly are made in a drop-shaped cross-section in the form of rings 10, 11 coaxially located fixed to the shank 7, adjacent to the lower end of the lower lattice 5, while at the ends of the plugs 12 of the tubular channels 3 located in the holes 13 of the lower lattice 5 made pine end caps 12 holes 14 with a threaded connection with mating fasteners 15 with mating threads, located coaxially to each tubular channel 3 in the housing of the supporting ribs 8 - coaxially located rings 10, 11.

Крепеж центральной части нижней решетки 5 к хвостовику 7 осуществлен стяжкой выше указанных крепежных элементов 15 с резьбовыми соединениями в отверстиях 14 в торцах нижних заглушек 12 трубчатых каналов 3.The fixture of the Central part of the lower lattice 5 to the shank 7 is carried out by a coupler above the indicated fasteners 15 with threaded connections in the holes 14 in the ends of the lower plugs 12 of the tubular channels 3.

Тепловыделяющую сборку собирают следующим образом.The fuel assembly is assembled as follows.

Собирают каркас из дистанционирующих решеток 2, трубчатых каналов 3, нижней решетки 5 и хвостовика 7.Assemble the frame from the spacer grids 2, tubular channels 3, the lower grill 5 and the shank 7.

Центральную часть нижней решетки 5 стяжкой в отверстиях 13 нижней решетки 5 крепежными элементами 15 с резьбовыми соединениями в отверстиях 14 в торцах заглушек 12 трубчатых каналов 3 закрепляют к опорным ребрам 8 опорных кольцами 10, 11 хвостовика 7.The central part of the lower grill 5 with a coupler in the holes 13 of the lower grill 5 with fasteners 15 with threaded connections in the holes 14 at the ends of the plugs 12 of the tubular channels 3 is fixed to the supporting ribs 8 by the support rings 10, 11 of the shank 7.

Тепловыделяющие элементы 1 запрессовывают через дистанционирующие решетки 2 и нижними заглушками 4 закрепляют в нижней решетке 5.The fuel elements 1 are pressed through the spacer grids 2 and the lower plugs 4 are fixed in the lower grill 5.

С внешней стороны хвостовик 7 закрепляют через переходник 6 к нижней решетке 5, а в верхней части на трубчатые каналы 3 закрепляют головку 9.From the outside, the shank 7 is fixed through an adapter 6 to the lower grill 5, and in the upper part, the head 9 is fixed to the tubular channels 3.

Перемещению вниз трубчатого канала 3 препятствует опорный элемент 16 заглушки 12, опирающийся на верхний торец нижней решетки 5, а перемещению трубчатого канала 3 вверх препятствует крепежный элемент 15 крепления канала 3 к опорным кольцам 10, 11.The downward movement of the tubular channel 3 is prevented by the support element 16 of the plug 12, which rests on the upper end of the lower grill 5, and the fastening element 15 of the fastening of the channel 3 to the support rings 10, 11 prevents the movement of the tubular channel 3 upward.

Claims (1)

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора, преимущественно водо-водяного энергетического реактора, включающая пучок тепловыделяющих элементов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток, смонтированных на трубчатых каналах, закрепленных вместе с тепловыделяющими элементами нижними заглушками в нижней решетке, снабженной переходниками, хвостовик с опорными ребрами, присоединенный к переходникам нижней решетки, головку, закрепленную на верхних концах трубчатых каналов, и элементы закрепления тепловыделяющих элементов в нижней решетке, отличающаяся тем, что опорные ребра хвостовика тепловыделяющей сборки выполнены в сечении каплевидной формы в виде двух коаксиально расположенных, закрепленных к хвостовику колец, примыкающих к нижнему торцу нижней решетки, при этом в торцах заглушек трубчатых каналов, расположенных в отверстиях нижней решетки, выполнены соосно торцам заглушек отверстия с резьбовым соединением с ответными крепежными элементами с ответной резьбой, расположенными соосно каждому трубчатому каналу в корпусах опорных ребер коаксиально расположенных колец, а крепеж центральной части нижней решетки к хвостовику осуществлен стяжкой вышеуказанных крепежных элементов с резьбовыми соединениями в отверстиях торцов нижних заглушек трубчатых каналов.The fuel assembly of a nuclear reactor, mainly a pressurized water reactor, including a bundle of fuel elements mounted in a frame of spacer grids mounted on tubular channels fixed together with fuel elements with lower plugs in a lower grid equipped with adapters, a shank with supporting ribs attached to lower lattice adapters, a head mounted on the upper ends of the tubular channels, and fastening elements of the fuel elements in neither bottom grating, characterized in that the supporting ribs of the shank of the fuel assembly are made in a drop-shaped cross-section in the form of two coaxially arranged rings fixed to the shank adjacent to the lower end of the lower grate, while at the ends of the plugs of the tubular channels located in the holes of the lower grate coaxial to the ends of the plugs of the hole with a threaded connection with mating fasteners with a mating thread, located coaxially to each tubular channel in the housing of the support ribs coaxially distributed false rings and fastening the central portion to the lower grating coupler shank carried aforementioned fasteners with threaded connections in holes of the lower ends of the stubs of tubular channels.
RU2003116309/06A 2003-06-02 2003-06-02 Nuclear reactor fuel assembly RU2256243C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003116309/06A RU2256243C2 (en) 2003-06-02 2003-06-02 Nuclear reactor fuel assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003116309/06A RU2256243C2 (en) 2003-06-02 2003-06-02 Nuclear reactor fuel assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003116309A RU2003116309A (en) 2004-11-20
RU2256243C2 true RU2256243C2 (en) 2005-07-10

Family

ID=35838696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003116309/06A RU2256243C2 (en) 2003-06-02 2003-06-02 Nuclear reactor fuel assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256243C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678573C1 (en) * 2015-08-21 2019-01-30 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Assembly for nuclear reactor on fast neutrons with sodium cooling, with housing with spacing gaskets of improved rigidity
CN109844870A (en) * 2017-09-29 2019-06-04 Tvel股份公司 Reactor fuel assemblies
CN112955976A (en) * 2019-10-15 2021-06-11 Tvel股份公司 Reactor fuel assembly end
RU2755683C1 (en) * 2021-03-15 2021-09-20 Акционерное общество «АКМЭ-инжиниринг» Nuclear reactor core fuel assembly
US11211175B2 (en) 2017-07-06 2021-12-28 Electricite De France Hydrodynamic pin for centering a nuclear reactor core

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678573C1 (en) * 2015-08-21 2019-01-30 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Assembly for nuclear reactor on fast neutrons with sodium cooling, with housing with spacing gaskets of improved rigidity
US11211175B2 (en) 2017-07-06 2021-12-28 Electricite De France Hydrodynamic pin for centering a nuclear reactor core
CN109844870A (en) * 2017-09-29 2019-06-04 Tvel股份公司 Reactor fuel assemblies
EP3690890A4 (en) * 2017-09-29 2021-06-16 Joint-Stock Company "TVEL" Nuclear reactor fuel assembly
CN109844870B (en) * 2017-09-29 2023-11-17 Tvel股份公司 reactor fuel assembly
CN112955976A (en) * 2019-10-15 2021-06-11 Tvel股份公司 Reactor fuel assembly end
CN112955976B (en) * 2019-10-15 2024-02-27 Tvel股份公司 Reactor fuel assembly tail end
RU2755683C1 (en) * 2021-03-15 2021-09-20 Акционерное общество «АКМЭ-инжиниринг» Nuclear reactor core fuel assembly
WO2022197204A1 (en) * 2021-03-15 2022-09-22 Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Nuclear reactor core fuel assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7711079B2 (en) Lower and upper end plugs of an annular fuel rod
US7453972B2 (en) Nuclear fuel assembly control rod drive thimble to bottom nozzle connector
JP5330634B2 (en) Reactor fuel bundle and manufacturing method thereof
KR20080031791A (en) Nuclear reactor fuel assemblies
JP2008268205A (en) Nuclear reactor control rod spider assembly
JPH032436B2 (en)
RU2256243C2 (en) Nuclear reactor fuel assembly
EP2107573B1 (en) Radioisotope production structures, fuel assemblies having the same and methods of using the same
JPH0545199B2 (en)
EP0140588B1 (en) Nuclear reactor fuel assembly with a removable top nozzle
EP2859555B1 (en) Nuclear control rod with flexure joint
JPH0463353B2 (en)
RU2174718C2 (en) Nuclear reactor fuel assembly
KR101778804B1 (en) A protective grid attachment
US8644446B2 (en) Spacer grid with saddle-shaped supports and corresponding nuclear fuel assembly
RU2249864C2 (en) Nuclear reactor fuel assembly
US8599995B2 (en) Tiered tie plates and fuel bundles using the same
RU2728894C1 (en) Nuclear reactor fuel assembly (versions)
RU2765655C1 (en) Fuel assembly of a nuclear reactor
KR101232608B1 (en) the nozzle tip of the Coal Burner
RU2293378C1 (en) Spacer grid of nuclear-reactor fuel assembly
RU2248052C2 (en) Nuclear reactor fuel assembly
RU2298848C1 (en) Fuel assembly
RU2632572C1 (en) Distancing lattice of nuclear reactor fuel assembly
US20140037041A1 (en) Spacer grid for nuclear fuel assembly for reducing high frequency vibration