RU2267175C2 - Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка на его основе (варианты) - Google Patents
Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка на его основе (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267175C2 RU2267175C2 RU2003130354/06A RU2003130354A RU2267175C2 RU 2267175 C2 RU2267175 C2 RU 2267175C2 RU 2003130354/06 A RU2003130354/06 A RU 2003130354/06A RU 2003130354 A RU2003130354 A RU 2003130354A RU 2267175 C2 RU2267175 C2 RU 2267175C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- shell
- casing
- cross
- uranium
- 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)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов (далее твэлов) и тепловыделяющих сборок (далее ТВС) для исследовательских реакторов с ядерным топливом низкого (менее 20%) обогащения. Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей по модернизации существующих исследовательских реакторов, активные зоны которых различаются своими размерами и формой, с использованием универсального стержневого твэла и ТВС на его основе. Твэл выполнен в виде трубчатой, герметизированной по торцам заглушками оболочки из сплава алюминия толщиной от 0,30 до 0,45 мм с четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, диаметр описанной окружности поперечного сечения твэла составляет от 4,0 до 8,0 мм, каждое ребро выступает над оболочкой на высоту от 0,4 до 1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом от 100 до 400 мм, преимущественно от 300 до 340 мм, внутри оболочки размещен топливный сердечник из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет от 63 до 315 мкм, а оболочка и сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, полученное при изготовлении твэла методом совместного выдавливания через формирующую матрицу составной цилиндрической заготовки, состоящей из топливного сердечника заглушек и оболочки. На основе вышеуказанного твэла разработаны варианты тепловыделяющих сборок для исследовательских реакторов различных типов и с различной геометрической формой активной зоны. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов (твэлов) и тепловыделяющих сборок (ТВС) для исследовательских реакторов с ядерным топливом низкого (менее 20%) обогащения.
В связи с необходимостью снижения в несколько раз обогащения ядерного топлива исследовательских реакторов, возникла проблема изменения конструкции и технологии изготовления твэлов и ТВС, которые могли бы быть использованы в уже существующих реакторах на территории России и за рубежом. При этом использование модернизированных твэлов и ТВС не должно повлечь за собой существенных затрат на реконструкцию самого реактора или снижение эксплуатационных характеристик активных зон.
Известны результаты исследования по усовершенствованию пластинчатых твэлов с оксидным урановьм топливом с обогащением 20%, алюминиевой матрицей и алюминиевой оболочкой для их использования в исследовательских реакторах ("Trans. Amer. Nucl. Soc.", 1979, 32, Suppl. №1, 32). В этой работе на конкретном типе реактора было показано, что 18-пластинчатая ТВС с высокообогащенным оксидом урана может замещаться 14-пластинчатой с 20% обогащением при соответствующем увеличении объема топливной составляющей в топливном сердечнике. Уменьшение теплопередающей поверхности при таком решении может быть компенсировано выполнением на поверхности пластинчатого твэла канавок.
Однако это и многие другие решения по модернизации полученных методами прокатки пластинчатых твэлов не могут быть использованы для большинства существующих российских исследовательских реакторов, которые были спроектированы для трубчатых или стержневых твэлов.
Известны ТВС с трубчатыми твэлами, которые используются в российских исследовательских реакторах бассейнового типа, например реакторов ИРТ-М, ВВР-М, ИВВ-М (Гончаров В.В. и др. «Труды Второй Международной конференции по мирному использованию атомной энергии. Женева, 1958». Т.2. М., Атомиздат, 1959, стр.243; Гончаров В.В. и др. Доклад №323 (СССР), представленный на третью международную конференцию по мирному использованию атомной энергии (Женева, 1964). Каждая такая ТВС состоит из несущего наружного, твэла с квадратной, шестиугольной или круглой формой в поперечном сечении, к которому жестко присоединены верхние и нижние концевые детали, фиксирующие с зазором между собой несколько внутренних концентрично расположенных трубчатых твэлов. В зависимости от типа реактора количество трубчатых твэлов в ТВС может изменяться от трех до восьми. В поперечном сечении активная часть трубчатого твэла состоит из наружной и внутренней оболочек, изготовленных, например, из алюминиевого сплава, между которыми расположен дисперсионный топливный сердечник. По торцам твэлов сердечник герметизирован торцевыми заглушками кольцевой формы. Для уменьшения теплового сопротивления и снижения температуры твэла оболочки сердечник и заглушки имеют между собой диффузионное сцепление.
Однако при использовании топлива с обогащением по урану-235 менее 20% изготовление трубчатых твэлов с требуемыми характеристиками по существующей технологии совместного выдавливания сопряжено со значительными технологическими трудностями. Эти трудности связаны с ограничением максимальной величины объемной доли частиц топливной составляющей в сердечнике, которая не может по этой технологии превышать 30%.
Известа сборка стержневых тепловыделяющих элементов, включающих герметичную цилиндрическую оболочку с топливом, на которой выполнены дистанционирующие винтовые ребра (пат. ФРГ №1815100, кл. G 21 С 3/32). Сборка заключена в кожух, причем винтовые ребра соседних твэлов в сборке перекрещиваются и контактируют торцевыми кромками в нескольких поперечных плоскостях. На некоторых твэлах, размещенных на периферии сборки у стенки кожуха, предложено увеличивать число ребер вдвое или уменьшать на 1/3 шаг их навивки.
Известное изобретение позволяет оптимизировать распределение потока теплоносителя, однако оно не может быть использовано для модернизации отечественных исследовательских реакторов бассейнового типа. Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому тепловыделяющему элементу и тепловыделяющей сборке на его основе и принято за протопит.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей по модернизации существующих исследовательских реакторов, активные зоны которых различаются своими размерами и формой, на основе универсального стержневого твэла и ТВС на его основе.
Поставленная задача достигается тем, что тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, причем толщина оболочки составляет от 0,30 до 0,45 мм, наружная поверхность оболочки снабжена четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет от 4,0 до 8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту от 0,4 до 1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом от 100 до 400 мм, преимущественно от 300 до 340 мм, топливный сердечник изготовлен из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет от 63 до 315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, полученное методом совместного выдавливания через формирующую матрицу составной цилиндрической заготовки металлокерамического сердечника, заглушек и оболочки.
В частном варианте топливный сердечник выполнен в поперечном сечении в форме круга.
В другом частном варианте топливный сердечник выполнен в поперечном сечении в форме квадрата, а винтовые ребра выполнены на наружной поверхности оболочки по углам квадрата.
В другом частном варианте топливный сердечник выполнен в поперечном сечении в форме четырехлучевой звезды, периметр которой сформирован четырьмя одинаковыми кривыми, а винтовые ребра выполнены на наружной поверхности трубчатой оболочки по вершинам четырехлучевой звезды.
Поставленная задача достигается также тем, что тепловыделяющая сборка на основе тепловыделяющего элемента для исследовательских реакторов (типа ИРТ) включает кожух, выполненный в поперечном сечении в форме квадрата, по торцам которого установлены концевые детали, внутри кожуха расположены тепловыделяющие элементы и дистанционирующие решетки для их размещения, причем тепловыделяющий элемент выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, толщина оболочки составляет от 0,30 до 0,45 мм, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет от 4,0 до 8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту от 0,4 до 1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом от 100 до 400 мм, преимущественно от 300 до 340 мм, топливный сердечник изготовлен из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет от 63 до 315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, причем количество тепловыделяющих элементов составляет от 144 до 225.
В частном варианте внутри кожуха выполнена продольная полость без тепловыделяющих элементов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха, а наружная поверхность стенок кожуха контактирует с винтовыми ребрами всех близлежащих тепловыделяющих элементов.
Поставленная задача достигается также тем, что тепловыделяющая сборка на основе тепловыделяющего элемента для исследовательских реакторов (типа ВВР) включает кожух, выполненный в поперечном сечении в форме шестиугольника, по торцам которого установлены концевые детали, внутри кожуха расположены тепловыделяющие элементы и дистанционирующие решетки для их размещения, причем тепловыделяющий элемент выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с четырьмя дистанционирующими винтовьми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, толщина оболочки составляет от 0,30 до 0,45 мм, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет от 4,0 до 8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту от 0,4 до 1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом от 100 до 400 мм, преимущественно, от 300 до 340 мм, топливный сердечник изготовлен из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет от 63 до 315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, причем тепловыделяющие элементы размещены внутри кожуха в треугольной упаковке и их количество составляет от 37 до 55 штук.
В частном варианте внутри кожуха выполнена продольная полость без тепловыделяющих элементов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха, а наружная поверхность стенок кожуха контактирует с дистанционирующими ребрами всех близлежащих тепловыделяющих элементов.
Поставленная задача достигается также тем, что тепловыделяющая сборка на основе тепловыделяющего элемента для исследовательских реакторов (типа ИРТ) включает кожух, выполненный в поперечном сечении в форме шестиугольника, по торцам которого установлены концевые детали, внутри кожуха расположены тепловыделяющие элементы и дистанционирующие решетки для их размещения, причем тепловыделяющий элемент выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, толщина оболочки составляет от 0,30 до 0,45 мм, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет от 4,0 до 8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту от 0,4 до 1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом от 100 до 400 мм, преимущественно от 300 до 340 мм, внутри оболочки размещен топливный сердечник, изготовленный из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет от 63 до 315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, причем тепловыделяющие элементы размещены внутри кожуха в треугольной упаковке и их количество составляет от 144 до 225 штук, а две противоположные стенки кожуха, которые обращены к смещенным рядам тепловыделяющих элементов, выполнены гофрированными для обеспечения их контакта с винтовыми ребрами периферийных тепловыделяющих элементов в каждом ряду.
В частном варианте внутри кожуха выполнена продольная полость без тепловыделяющих элементов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха, а наружная поверхность стенок кожуха контактирует с винтовыми ребрами всех близлежащих тепловыделяющих элементов.
Площадь проходного сечения теплоносителя, суммарные площади твэлов, топливных сердечников и теплопередающей поверхности в элементарной ячейке реактора можно корректировать, изменяя размеры поперечного сечения твэла и его форму в заявленных выше пределах.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен внешний вид (а) и продольное сечение (б) универсального стержневого твэла.
На фиг.2 приведены варианты формы поперечного сечения топливного сердечника твэла: а - квадратная; б - круглая; в - четырехлучевая звезда.
На фиг.3 приведено поперечное сечение ТВС с активной зоной квадратной формы и квадратной упаковкой твэлов.
На фиг.4 приведено поперечное сечение ТВС с активной зоной шестиугольной формы и треугольной упаковкой твэлов.
На фиг.5 приведено поперечное сечение ТВС с активной зоной квадратной формы и треугольной упаковкой твэлов.
На фиг.6 приведено поперечное сечение ТВС с активной зоной квадратной формы, треугольной упаковкой твэлов, в которой выполнена продольная полость.
Стержневой твэл в соответствии с заявляемым изобретением включает (см. фиг.1 - фиг.2) оболочку 1, герметизированную по торцам заглушками 2, оболочка и заглушки выполнены из сплава алюминия. Внутри оболочки 1 размещен топливный сердечник 3 из дисперсионной композиции на основе матрицы из сплава алюминия и топливных частиц, содержащих уран. На участках, прилегающих к торцам твэла, могут быть выполнены проточки или отверстия (на фиг.1 и фиг.2 не показаны) для позиционирования и фиксации твэлов в дистанционирующих решетках ТВС. Оболочка 1 выполнена толщиной от 0,30 до 0,45 мм, на наружной поверхности оболочки 1 выполнены четыре дистанционирующих винтовых ребра 4. Диаметр описанной окружности поперечного сечения твэла составляет от 4,0 до 8,0 мм, каждое ребро 4 выступает над оболочкой 1 на высоту от 0,4 до 1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему и закручено по спирали с шагом от 100 до 400 мм, преимущественно, от 300 до 340 мм. Объемное содержание топливных частиц в сердечнике, выполненных, например, из диоксида урана, составляет до 45%, размер частиц составляет от 63 до 315 мкм. Оболочка 1 и сердечник имеют диффузионное сцепление между собой. Сердечник твэла 3 в поперечном сечении может быть выполнен (см. фиг.2) в форме круга, в форме квадрата или в форме четырехлучевой звезды, периметр которой сформирован четырьмя одинаковыми кривыми. В случае выполнения твэла с формой поперечного сечения в виде квадрата или четырехлучевой звезды дистанционирующие винтовые ребра выполнены на оболочке по углам квадрата или вершинам звезды.
В ТВС с поперечньм сечением кожуха 5 в форме квадрата (см. фиг.3), которые используются, например, в исследовательском реакторе бассейнового типа ИРТ, описанные выше стержневые твэлы 6, размещают внутри кожуха 5 ТВС в квадратной упаковке. Количество твэлов, в зависимости от конструкции ТВС и шага расположения твэлов в ТВС, составляет от 144 до 225 штук.
Площадь проходного сечения теплоносителя, суммарные площади твэлов, топливных сердечников и теплопередающей поверхности в элементарной ячейки реактора можно корректировать, изменяя размеры поперечного сечения твэла и его форму в заявленных выше пределах. На длине шага закрутки поперечного сечения каждый твэл имеет 20 касаний с окружающими его четырьмя соседними твэлами в двух взаимно перпендикулярных направлениях в пяти зонах самодистанционирова-ния. Протяженность зоны самодистанционирования прямо пропорциональна толщине ребра и величине шагу закрутки.
В ТВС с поперечньм сечением кожуха 7 в форме правильного шестиугольника (см. фиг.4), которые используются, например, в исследовательском реакторе бассейнового типа ВВР, описанные выше стержневые твэлы размещают внутри кожуха 7 ТВС в треугольной упаковке. Количество твэлов, в зависимости от конструкции ТВС и шага расположения твэлов в ТВС составляет от 37 до 55 штук. Площадь проходного сечения теплоносителя, суммарные площади твэлов, топливных сердечников и теплопередающей поверхности в элементарной ячейки реактора можно корректировать, изменяя размеры поперечного сечения твэла и его форму в заявленных выше пределах. На длине шага закрутки поперечного сечения каждый твэл имеет 26 касаний с окружающими его соседними твэлами в определенном направлении в тринадцати зонах самодистанционирования. Протяженность зоны самодистанционирования прямо пропорциональна толщине ребра и величине шага закрутки.
В ТВС с поперечным сечением кожуха 8 в форме квадрата (см. фиг.5), которые используются, например, в исследовательском реакторе бассейнового типа ИРТ, описанные выше стержневые твэлы 6, размещают внутри кожуха 8 ТВС в треугольной упаковке, количество твэлов, в зависимости от конструкции ТВС и шага расположения твэлов в ТВС, составляет от 144 до 225 штук. Площадь проходного сечения теплоносителя, суммарные площади твэлов, топливных сердечников и теплопередающей поверхности в элементарной ячейки реактора можно корректировать, изменяя размеры поперечного сечения твэла и его форму в заявленных выше пределах. На длине шага закрутки поперечного сечения каждый твэл имеет 20 касаний с окружающими его четырьмя соседними твэлами в двух взаимно перпендикулярных направлениях в пяти зонах самодистанционирования. Протяженность зоны самодистанционирования прямо пропорциональна толщине ребра и величине шагу закрутки.
В частных вариантах выполнения описанных выше ТВС (см. фиг.6) внутри кожуха 8 выполнена продольная полость 9 без твэлов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха 10, причем наружная поверхность стенок кожуха для надежной фиксации рядов твэлов должна контактировать с дистанционирующими винтовыми ребрами всех близлежащих твэлов.
Таким образом, в заявляемом изобретении расчетно-экспериментальным методом установлены оптимальные диапазоны изменения параметров стержневого твэла, который может быть использован для модернизации существующих исследовательских реакторов с различной геометрической формой активной зоны. Создание такого универсального стержневого твэла простой конструкции и технологии, имеющего высокие технические и экономические параметры, обеспечивающего сохранение габаритных размеров и эксплуатационных характеристик существующих ТВС любого исследовательского реактора бассейнового типа, позволяет решить проблему снижения обогащения ядерного топлива при минимальных затратах.
В предлагаемой ТВС для исследовательских реакторов бассейнового типа вся имеющаяся номенклатура трубчатых твэлов заменяется на один универсальный твэл с изменением характеристик в заявленных диапазонах. При этом сохраняются размеры и эксплуатационные характеристики известных ТВС, что дает возможность использовать существующие конструкции исследовательских реакторов и сохранить основные их параметры: форму и размеры элементарной ячейки, конструкцию перегрузочных устройств, состав активных зон, соотношение металл - вода в активной зоне, условия эксплуатации активных зон и другие.
Claims (10)
1. Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов, выполненный в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, отличающийся тем, что толщина оболочки составляет 0,30-0,45 мм, наружная поверхность оболочки снабжена четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет 4,0-8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту 0,4-1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом 100-400 мм, преимущественно, 300-340 мм, топливный сердечник изготовлен из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет 63-315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, полученное методом совместного выдавливания через формирующую матрицу составной цилиндрической заготовки металлокерамического сердечника, заглушек и оболочки.
2. Тепловыделяющий элемент по п.1, отличающийся тем, что топливный сердечник выполнен в поперечном сечении в форме круга.
3. Тепловыделяющий элемент по п.1, отличающийся тем, что топливный сердечник выполнен в поперечном сечении в форме квадрата, а винтовые ребра выполнены на наружной поверхности оболочки по углам квадрата.
4. Тепловыделяющий элемент по п.1, отличающийся тем, что топливный сердечник выполнен в поперечном сечении в форме четырехлучевой звезды, периметр которой сформирован четырьмя одинаковыми кривыми, а винтовые ребра выполнены на наружной поверхности трубчатой оболочки по вершинам четырехлучевой звезды.
5. Тепловыделяющая сборка на основе тепловыделяющего элемента для исследовательских реакторов, включающая кожух, выполненный в поперечном сечении в форме квадрата, по торцам которого установлены концевые детали, внутри кожуха расположены тепловыделяющие элементы и дистанционирующие решетки для их размещения, отличающаяся тем, что тепловыделяющий элемент выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, толщина оболочки составляет 0,30-0,45 мм, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет 4,0-8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту 0,4-1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом 100-400 мм, преимущественно 300-340 мм, топливный сердечник изготовлен из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет 63-315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, причем количество тепловыделяющих элементов составляет 144-225 штук.
6. Тепловыделяющая сборка по п.5, отличающаяся тем, что внутри кожуха выполнена продольная полость без тепловыделяющих элементов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха, а наружная поверхность стенок кожуха контактирует с винтовыми ребрами всех близлежащих тепловыделяющих элементов.
7. Тепловыделяющая сборка на основе тепловыделяющего элемента для исследовательских реакторов, включающая кожух, выполненный в поперечном сечении в форме шестиугольника, по торцам которого установлены концевые детали, внутри кожуха расположены тепловыделяющие элементы и дистанционирующие решетки для их размещения, отличающаяся тем, что тепловыделяющий элемент выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, толщина оболочки составляет 0,30-0,45 мм, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет 4,0-8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту 0,4-1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90°С к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом 100-400 мм, преимущественно, 300-340 мм, топливный сердечник изготовлен из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет 63-315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, причем тепловыделяющие элементы размещены внутри кожуха в треугольной упаковке и их количество составляет 37-55 штук.
8. Тепловыделяющая сборка по п.7, отличающаяся тем, что внутри кожуха выполнена продольная полость без тепловыделяющих элементов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха, а наружная поверхность стенок кожуха контактирует с дистанционирующими ребрами всех близлежащих тепловыделяющих элементов.
9. Тепловыделяющая сборка на основе тепловыделяющего элемента для исследовательских реакторов, включающая кожух, выполненный в поперечном сечении в форме шестиугольника, по торцам которого установлены концевые детали, внутри кожуха расположены тепловыделяющие элементы и дистанционирующие решетки для их размещения, отличающаяся тем, что тепловыделяющий элемент выполнен в виде трубчатой оболочки, герметизированной по торцам заглушками, оболочка изготовлена из сплава алюминия и выполнена с четырьмя дистанционирующими винтовыми ребрами на наружной поверхности, а внутри оболочки размещен топливный сердечник, толщина оболочки составляет 0,30-0,45 мм, диаметр описанной окружности поперечного сечения тепловыделяющего элемента составляет 4,0-8,0 мм, каждое винтовое ребро выступает над оболочкой на высоту 0,4-1,0 мм, расположено в плоскости поперечного сечения под углом 90° к соседнему ребру и закручено по спирали с шагом 100-400 мм, преимущественно, 300-340 мм, внутри оболочки размещен топливный сердечник, изготовленный из дисперсионной композиции ураносодержащих частиц и сплава алюминия, в котором объемное содержание ураносодержащих частиц составляет до 45%, размер ураносодержащих частиц составляет 63-315 мкм, а оболочка и топливный сердечник имеют диффузионное сцепление между собой, причем тепловыделяющие элементы размещены внутри кожуха в треугольной упаковке и их количество составляет 144-225 штук, а две противоположные стенки кожуха, которые обращены к смещенным рядам тепловыделяющих элементов, выполнены гофрированными для обеспечения их контакта с винтовыми ребрами периферийных тепловыделяющих элементов в каждом ряду.
10. Тепловыделяющая сборка по п.9, отличающаяся тем, что внутри кожуха выполнена продольная полость без тепловыделяющих элементов, которая ограничена стенками внутреннего кожуха, а наружная поверхность стенок кожуха контактирует с винтовыми ребрами всех близлежащих тепловыделяющих элементов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003130354/06A RU2267175C2 (ru) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка на его основе (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003130354/06A RU2267175C2 (ru) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка на его основе (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003130354A RU2003130354A (ru) | 2005-04-10 |
RU2267175C2 true RU2267175C2 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35611384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003130354/06A RU2267175C2 (ru) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка на его основе (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267175C2 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015076697A1 (ru) | 2013-11-19 | 2015-05-28 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Оболочка для тепловыделяющего элемента, тепловыделяющий элемент и тепловыделяющая сборка |
EP3032541A1 (en) * | 2008-12-25 | 2016-06-15 | Thorium Power, Inc. | A fuel element and a method of manufacturing a fuel element for a fuel assembly of a nuclear reactor |
EA027036B1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-06-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Дисперсионный тепловыделяющий элемент и способ его изготовления |
US10037823B2 (en) | 2010-05-11 | 2018-07-31 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US10170207B2 (en) | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
EA031829B1 (ru) * | 2017-11-16 | 2019-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Способ изготовления волоконного тепловыделяющего элемента |
-
2003
- 2003-10-14 RU RU2003130354/06A patent/RU2267175C2/ru active IP Right Revival
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3511945A1 (en) * | 2008-12-25 | 2019-07-17 | Thorium Power, Inc. | A fuel assembly for a light water nuclear reactor |
EP3032541A1 (en) * | 2008-12-25 | 2016-06-15 | Thorium Power, Inc. | A fuel element and a method of manufacturing a fuel element for a fuel assembly of a nuclear reactor |
US10991473B2 (en) | 2010-05-11 | 2021-04-27 | Thorium Power, Inc. | Method of manufacturing a nuclear fuel assembly |
US10037823B2 (en) | 2010-05-11 | 2018-07-31 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
US11195629B2 (en) | 2010-05-11 | 2021-12-07 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US11837371B2 (en) | 2010-05-11 | 2023-12-05 | Thorium Power, Inc. | Method of manufacturing a nuclear fuel assembly |
US11862353B2 (en) | 2010-05-11 | 2024-01-02 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US10170207B2 (en) | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US11211174B2 (en) | 2013-05-10 | 2021-12-28 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
US10720244B2 (en) | 2013-11-19 | 2020-07-21 | Joint Stock Company “Akme-Engineering” | Fuel rod cladding, fuel rod and fuel assembly |
WO2015076697A1 (ru) | 2013-11-19 | 2015-05-28 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Оболочка для тепловыделяющего элемента, тепловыделяющий элемент и тепловыделяющая сборка |
EA027036B1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-06-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Дисперсионный тепловыделяющий элемент и способ его изготовления |
EA031829B1 (ru) * | 2017-11-16 | 2019-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Способ изготовления волоконного тепловыделяющего элемента |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003130354A (ru) | 2005-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11211174B2 (en) | Fuel assembly | |
US11837371B2 (en) | Method of manufacturing a nuclear fuel assembly | |
KR101546814B1 (ko) | 경수형 원자로용 핵연료 집합체(실시예), 경수형 원자로 및 핵연료 집합체의 연료 요소 | |
US3157582A (en) | Nuclear reactor moderator structures | |
US11195629B2 (en) | Fuel assembly | |
RU2267175C2 (ru) | Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка на его основе (варианты) | |
KR100836954B1 (ko) | 요철을 구비한 환형 소결체를 포함하는 환형 핵연료봉 | |
RU2691628C1 (ru) | Твэл ядерного реактора | |
WO2023077687A1 (zh) | 燃料棒、燃料组件及其反应堆堆芯 | |
AU2020210198B2 (en) | Nuclear Fuel Assembly | |
RU38421U1 (ru) | Твэл для исследовательских реакторов и тепловыделяющая сборка (варианты) на его основе | |
JP4728250B2 (ja) | プルトニウム非含有濃縮ウランを含む加圧水型原子炉用の燃料集合体および該燃料集合体を備えた炉心 | |
US3049485A (en) | Support structures | |
JP2007514141A5 (ru) | ||
KR970001341B1 (ko) | 핵연료봉 | |
JP5607876B2 (ja) | 内部スペーサエレメントを使用する燃料棒の設計、およびそれを使用する方法 | |
US3520776A (en) | Assembly of fuel elements for nuclear reactors | |
KR20160142277A (ko) | 납-냉각 고속 원자로의 활성 영역 | |
RU2416831C1 (ru) | Тепловыделяющий элемент для исследовательских реакторов (варианты) | |
US3322645A (en) | Sheathed fuel plate assemblies for a nuclear reactor | |
EA040419B1 (ru) | Тепловыделяющая сборка | |
JPH0564757B2 (ru) | ||
JPH02222864A (ja) | 燃料集合体 | |
JPS6129477B2 (ru) | ||
JPS62192688A (ja) | 原子炉用燃料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191015 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210303 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210607 |