RU2264666C2 - Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора - Google Patents
Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264666C2 RU2264666C2 RU2004100948/06A RU2004100948A RU2264666C2 RU 2264666 C2 RU2264666 C2 RU 2264666C2 RU 2004100948/06 A RU2004100948/06 A RU 2004100948/06A RU 2004100948 A RU2004100948 A RU 2004100948A RU 2264666 C2 RU2264666 C2 RU 2264666C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel assembly
- grooves
- adjacent rows
- groove
- filter
- 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
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области атомной энергетики и предназначено для эксплуатации в составе тепловыделяющих сборок в энергетических ядерных реакторах, использующих воду в качестве теплоносителя. Техническим результатом является создание конструкции антидебрисного фильтра, позволяющего улавливать наиболее мелкие частицы, при этом не увеличивая гидравлического сопротивления ТВС. В антидебрисном фильтре, выполненном в виде пластины, отверстия имеют вид пазов в форме символа V, образующих смежные ряды, длина паза имеет зависимость L≥5S, причем пазы в ряду могут быть расположены в зеркальном отображении или ряд может быть образован путем чередования ветвей пазов смежных рядов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области атомной энергетики и предназначено для эксплуатации в составе тепловыделяющих сборок (ТВС) в энергетических ядерных реакторах, использующих воду в качестве теплоносителя,
При многократной циркуляции теплоносителя через ТВС происходит вынос шлама, элементов коррозии ТВС и частиц топлива. Возникает необходимость в применении различных средств, позволяющих исключить попадание указанных элементов в ТВС, т.е. отфильтровать их до того как они будут занесены теплоносителем в ТВС. Попадание указанных элементов в ТВС может привести к повреждению твэлов. Решить эту задачу позволяет установка на входе в ТВС антидебрисных фильтров, сборников шлама. Установка на входе в ТВС антидебрисных фильтров и различных сборников шлама приводит к уменьшению расхода теплоносителя через ТВС. Дополнительное гидравлическое сопротивление вносит сам фильтр и, кроме того, со временем происходит забивание отверстий фильтра шламом, что также приводит к увеличению гидравлического сопротивления.
Известны различные конструкции ТВС с антидебрисными фильтрами, в которых решается отдельная задача.
Известна конструкция ТВС, защищенная патентом US 5481578 от 2 января 1996, кл. G 21 С 3/32, антидебрисный фильтр которой представляет собой поле перфорированных втулок малого диаметра, установленных вдоль потока теплоносителя, при этом перфорация втулок выполнена перпендикулярно потоку. Втулки закрепляются между двумя перфорированными плитами. Функционально улавливание шлама таким фильтром осуществляется за счет смены направления потока теплоносителя и организации прохода теплоносителя через мелкие отверстия во втулках. Недостатком такой конструкции является трудоемкость изготовления, связанная с наличием большого количества мелких частей (втулок) и необходимостью их перфорации. Данная конструкция будет иметь значительное гидравлическое сопротивление вследствие того, что поток при прохождении сквозь фильтр дважды меняет свое направление на 90°.
Известна конструкция ТВС, защищенная патентом US 5867551 от 2 февраля 1999 г., кл. G 21 С 3/30, в которой антидебрисный фильтр конструктивно выполняет еще функции опорной плиты и представляет собой волнообразную пластину. В волнах пластины выполнены два типа пазов: в форме креста и в форме круга, разделенного на 4 сектора. К недостаткам данной конструкции можно отнести технологическую сложность изготовления плиты, которая имеет сложную пространственную форму, т.к. "волна" проходит не через все сечение плиты, а образует локальные вершины и впадины, в которых и выполнены пазы.
Известна ТВС с антидебрисным фильтром (патент WO 98/28752 от 20.12.1996 г., кл. G 21 С 3/32), который представляет собой плиту с выполненными в ней цилиндрическими отверстиями. Для решения проблемы забивания проходных отверстий шламом в данной конструкции вдоль рядов отверстий выполнены конусные несквозные пазы, которые "захватывают" часть отверстий. При попадании шлама в такой паз он будет стремиться к центру паза, освобождая при этом площадь цилиндрического отверстия и не уменьшая проходного сечения.
Техническое решение по патенту WO 98/28752 G 21 С 3/32 выбираем за прототип, так как оно является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.
Недостатком данной конструкции является то, что для повышения эффективности работы фильтра (способность улавливать более мелкие частицы) отверстия должны иметь малый диаметр. При снижении диаметра проходных отверстий увеличивается гидравлическое сопротивление ТВС и снижается ее теплотехническая надежность.
Технической задачей является создание конструкции антидебрисного фильтра, позволяющего улавливать наиболее мелкие частицы при этом не увеличивая гидравлического сопротивления ТВС.
Решение поставленной задачи позволяет обеспечить стабильность гидравлического сопротивления при длительных сроках эксплуатации, что приводит к повышению надежности ТВС в целом.
Поставленная задача решается за счет того, что в антидебрисном фильтре, выполненном в виде пластины с отверстиями и установленном во входной части ТВС, отверстия выполнены в виде пазов, имеющих форму символа V и образующих смежные ряды, длина паза L≥5S, где L - длина паза, S - ширина паза, причем пазы могут быть расположены в смежных рядах, в зеркальном отображении, а также ряд может быть образован путем чередования ветвей пазов смежных рядов.
Варьированием длины и ширины пазов, а также шириной перемычек подбирается проходное сечение фильтра, чем обеспечивается наименьшее изменение гидравлического сопротивления ТВС.
Ширина пазов выбирается исходя из требования к размеру шлама, который необходимо улавливать, чем меньший дебрис необходимо улавливать, тем меньше должна быть ширина пазов. При заданной ширине паза выбирается длина паза из условия обеспечения минимального гидравлического сопротивления. Исполнение пазов с длиной, менее чем в 5 раз превышающей ширину паза, технологически нецелесообразно, т.к. в данном случае рационально выполнить цилиндрические отверстия.
Техническая сущность изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображен общий вид ТВС.
На фиг.2 изображен вид сверху антидебрисного фильтра.
На фиг.3 изображен вид сверху антидебрисного фильтра с пазами, расположенными в зеркальном отображении.
На фиг.4 изображен вид сверху антидебрисного фильтра с чередованием ветвей пазов.
Пазы могут располагаться как параллельно потоку теплоносителя, так и под углом к нему. Кроме этого, паз может иметь изгиб вдоль течения теплоносителя.
Во входной части тепловыделяющей сборки, например в хвостовике 1, установлен антидебрисный фильтр 2, который выполнен из цельнометаллической пластины 3, по профилю повторяющей проходное сечение хвостовика (фиг.1).
В пластине 3 выполнены пазы 4, которые имеют форму символа V и расположены рядами (фиг.2). В смежных рядах пазы 4 могут быть выполнены в зеркальном отображении (фиг.3). Кроме того, ряд может быть образован путем чередования ветвей 5 и 6 пазов 4 смежных рядов (фиг.4).
Длина L паза выбрана в зависимости от ширины паза S и должна удовлетворять условию L≥5S. Ширина S паза выбрана в зависимости от размеров возможных элементов шлама, дебриса, а также требованиям гидравлического сопротивления.
Теплоноситель 1 контура подается на вход в хвостовик ТВС, проходит по каналам, нагревается и поступает в выходную камеру (на чертеже не показано). В процессе циркуляции через ТВС теплоноситель захватывает элементы коррозии, осколки топлива шлама, которые при повторном прохождении через ТВС могут быть занесены в каналы, что приводит к износу и повреждению твэлов. Антидебрисный фильтр 2, установленный на входе, улавливает мельчайшие частицы шлама. Минимально возможная ширина S паза 4 позволяет задерживать частицы различной геометрической формы. Частицы, застрявшие в пазах, не перекрывают полностью проходного сечения, то есть не увеличивают гидравлическое сопротивление.
Расположение пазов, образованное чередованием ветвей 5 и 6 пазов из смежных рядов, позволяет существенно увеличить жесткость конструкции за счет сокращения длины ребра 7 не подкрепленного, хотя бы с одной стороны, перемычкой между пазами.
Применение предлагаемой конструкции антидебрисного фильтра позволит повысить эксплутационную надежность ТВС за счет исключения дебрис-износа твэлов, приводящего к преждевременному извлечению ТВС из активной зоны.
Claims (3)
1. Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора, выполненный в виде пластины с отверстиями и установленный во входной части тепловыделяющей сборки (ТВС), отличающийся тем, что отверстия выполнены в виде пазов, имеющих форму символа V и образующих смежные ряды, причем длина паза имеет зависимость L≥5S, где L - длина паза, а S - ширина паза.
2. Антидебрисный фильтр ТВС ядерного реактора по п.1, отличающийся тем, что пазы расположены в смежных рядах в зеркальном отображении.
3. Антидебрисный фильтр ТВС ядерного реактора по п.1 или 2, отличающийся тем, что ряд образован путем чередования ветвей пазов смежных рядов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004100948/06A RU2264666C2 (ru) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004100948/06A RU2264666C2 (ru) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004100948A RU2004100948A (ru) | 2005-06-20 |
RU2264666C2 true RU2264666C2 (ru) | 2005-11-20 |
Family
ID=35835461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004100948/06A RU2264666C2 (ru) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2264666C2 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447518C1 (ru) * | 2010-08-12 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Опорная решетка-фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
RU2473989C1 (ru) * | 2011-12-08 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2610716C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-02-15 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
RU2610913C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-02-17 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2622112C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-06-13 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2639711C1 (ru) * | 2016-08-31 | 2017-12-22 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
WO2019132697A1 (ru) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2765636C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2022-02-01 | Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора |
RU2805363C1 (ru) * | 2019-10-15 | 2023-10-16 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
-
2004
- 2004-01-16 RU RU2004100948/06A patent/RU2264666C2/ru active
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447518C1 (ru) * | 2010-08-12 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Опорная решетка-фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
RU2473989C1 (ru) * | 2011-12-08 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2610716C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-02-15 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
WO2017099622A1 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
RU2610913C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-02-17 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2622112C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-06-13 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2639711C1 (ru) * | 2016-08-31 | 2017-12-22 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
WO2019132697A1 (ru) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2742042C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2021-02-02 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
EA038791B1 (ru) * | 2017-12-28 | 2021-10-20 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
US11437154B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-09-06 | Joint-Stock Company “Tvel” | Nuclear fuel assembly having a filter for retention of foreign objects in the coolant |
RU2805363C1 (ru) * | 2019-10-15 | 2023-10-16 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2765636C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2022-02-01 | Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора |
WO2022271049A1 (ru) | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Акционерное общество "ТВЭЛ" (АО "ТВЭЛ") | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004100948A (ru) | 2005-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2264666C2 (ru) | Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
US11437154B2 (en) | Nuclear fuel assembly having a filter for retention of foreign objects in the coolant | |
EP2487690B1 (en) | Debris exclusion and retention device for a fuel assembly | |
KR100887054B1 (ko) | 원자로의 연료집합체용 감소된 압력강하를 갖는 파편 필터링 하부노즐 | |
KR101016549B1 (ko) | 복수의 만곡부를 포함하는 스트레이너 벽 구조체 및 그 스트레이너 벽 구조체의 제조방법 및 그 스트레이너 벽 구조체를 이용한 여과방법 | |
JP2009058505A (ja) | 核燃料バンドル中の上部タイプレート用のデブリシールドおよびデブリをフィルタにかける方法 | |
US6810835B2 (en) | Moisture separator, and vapor generator | |
US8705685B2 (en) | Device for removing solid particles from the cooling medium which circulates in the primary circuit of a nuclear reactor | |
JP5712285B2 (ja) | 多重様式のデブリトラップおよび同一物を用いてデブリを分離する方法 | |
KR102656310B1 (ko) | 연료 집합체 | |
JP2023027320A (ja) | 原子燃料集合体用のデブリフィルタの形成方法 | |
KR101730678B1 (ko) | 고효율 스트레이너 시스템 | |
RU2308102C1 (ru) | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора (варианты) | |
RU2805363C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
RU2765636C1 (ru) | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора | |
JP2000284080A (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
SE518705C2 (sv) | Filter och bränslepatron för en nukleär anläggning av lättvattentyp | |
WO2017160179A1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
WO2021075993A1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
RU2108130C1 (ru) | Процеживающий элемент фильтра для очистки воды от механических загрязнений | |
RU2689138C1 (ru) | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора | |
JP2012117921A (ja) | 多段式異物フィルタ | |
KR20230155809A (ko) | 원자력 발전소의 해수 여과설비 | |
JP2528879Y2 (ja) | トラベリングスクリーン | |
JPH04366216A (ja) | 除塵装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100916 |