RU2296380C1 - Device for securing pressurized-water reactor core - Google Patents

Device for securing pressurized-water reactor core Download PDF

Info

Publication number
RU2296380C1
RU2296380C1 RU2005123068/06A RU2005123068A RU2296380C1 RU 2296380 C1 RU2296380 C1 RU 2296380C1 RU 2005123068/06 A RU2005123068/06 A RU 2005123068/06A RU 2005123068 A RU2005123068 A RU 2005123068A RU 2296380 C1 RU2296380 C1 RU 2296380C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flange
fixing
pressure
locking
elastic element
Prior art date
Application number
RU2005123068/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евгеньевич Геронтьев (RU)
Александр Евгеньевич Геронтьев
Михаил Евгеньевич Костиков (RU)
Михаил Евгеньевич Костиков
Юрий Леонидович Бочаров (RU)
Юрий Леонидович Бочаров
Сергей Васильевич Тихомиров (RU)
Сергей Васильевич Тихомиров
Original Assignee
ФГУП Опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС"
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 ФГУП Опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" filed Critical ФГУП Опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС"
Priority to RU2005123068/06A priority Critical patent/RU2296380C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2296380C1 publication Critical patent/RU2296380C1/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: pressurized-water reactor equipment.
SUBSTANCE: proposed device for securing pressurized-water reactor core with coolant flowing over it has supporting cylinder and flexible member. Supporting cylinder is mounted on pressurized tank flange. Flexible member has a number of adjacent circular segments disposed between and engageable with supporting cylinder flange and pressurized tank cover flange. Each circular segment of flexible member has segmental supporting plate. The latter mounts hold-down devices secured thereon by means of locking devices. Each hold-down device has supporting sleeve accommodating working element of precompressed thermally expanded graphite which is locked therein by means of locking device, as well as hold-down bushing. The latter is in contact with working element or with locking device.
EFFECT: reduced vibration of reactor core when changed over to fuel load incorporating zirconium-can fuel assemblies.
7 cl, 10 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к устройствам для закрепления внутрикорпусного оборудования ядерного реактора, а именно к устройствам для закрепления активной зоны, устанавливаемой в реакторе с водой под давлением и омываемой охлаждающим теплоносителем.The invention relates to devices for fixing the internal equipment of a nuclear reactor, and in particular to devices for fixing the core installed in a reactor with water under pressure and washed by a cooling coolant.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство /1/ (Чертеж 1135.01.04.000. Шахта с экраном. Ижорский завод. 1972 г.). для закрепления активной зоны, содержащее опорный цилиндр, устанавливаемый на фланце в сосуде под давлением ядерного реактора, упругий элемент, включающий в себя ряд смежных кольцевых сегментов, размещенных между фланцем опорного цилиндра и фланцем крышки сосуда под давлением. Кольцевые сегменты упругого элемента выполнены из труб. Сжатие упругого элемента осуществляется крышкой сосуда под давлением при уплотнении главного разъема сосуда под давлением. При этом создается прижимное усилие на фланец опорного цилиндра, которое наряду с усилием от пружинных блоков тепловыделяющих сборок, поджимаемых нажимным цилиндром, и усилием от веса опорного цилиндра с топливной загрузкой прижимает опорный цилиндр к фланцу сосуда под давлением и удерживает его от всплытия и вибрации при воздействии перепада давления теплоносителя, циркулирующего в реакторе.The device / 1 / is known (Drawing 1135.01.04.000. Mine with a screen. Izhora plant. 1972). for fixing the core containing a support cylinder mounted on a flange in a vessel under pressure of a nuclear reactor, an elastic element comprising a series of adjacent annular segments located between the flange of the support cylinder and the flange of the pressure vessel lid. The annular segments of the elastic element are made of pipes. Compression of the elastic element is carried out by the pressure vessel cover when sealing the main connector of the pressure vessel. This creates a clamping force on the flange of the support cylinder, which, along with the force from the spring blocks of the fuel assemblies pressed by the pressure cylinder, and the force of the weight of the support cylinder with fuel loading, presses the support cylinder against the flange of the pressure vessel and prevents it from floating and vibration when exposed pressure drop of the coolant circulating in the reactor.

Недостатком известного устройства является то, что при переходе на загрузку реактора тепловыделяющими сборками с каркасом из циркониевого сплава взамен тепловыделяющих сборок с каркасом из нержавеющей стали происходит значительное снижение усилия, создаваемого нажимным цилиндром при сжатии пружин в головках тепловыделяющих сборок, так как при выходе на эксплуатационную температуру теплоносителя циркониевый каркас тепловыделяющей сборки расширяется на 12-15 мм меньше, чем соответствующий канал, образованный внутрикорпусными устройствами, изготовленными из нержавеющей стали 08Х18Н10Т (величина удлинения взята для реактора ВВЭР-1000 с длиной топливной части 3,5 м).A disadvantage of the known device is that when switching to reactor loading with fuel assemblies with a zirconium alloy frame instead of fuel assemblies with a stainless steel frame, there is a significant reduction in the force created by the pressure cylinder when the springs are compressed in the heads of the fuel assemblies, since when the operating temperature is reached the heat carrier, the zirconium frame of the fuel assembly expands 12-15 mm less than the corresponding channel formed by the internals the joints made of 08Kh18N10T stainless steel (the elongation value was taken for the VVER-1000 reactor with a fuel part length of 3.5 m).

При уменьшении прижимного усилия от пружинных блоков тепловыделяющих сборок уменьшаются усилие прижатия опорного цилиндра к фланцу сосуда под давлением и усилие прижатия нажимного цилиндра к крышке сосуда под давлением, поэтому возникает необходимость компенсации уменьшения усилия прижатия опорного цилиндра к фланцу сосуда под давлением за счет увеличения прижимного усилия от упругого элемента. В противном случае внутрикорпусные устройства будут отрываться от опор, что приведет к вибрации как их самих, так и тепловыделяющих сборок и органов регулирования, то есть существенно снизится надежность и безопасность реактора.With a decrease in the clamping force from the spring blocks of the fuel assemblies, the pressure of the support cylinder against the pressure vessel flange and the pressure of the pressure cylinder against the pressure vessel cover decrease, therefore, it becomes necessary to compensate for the decrease in the pressure force of the support cylinder against the pressure vessel flange by increasing the pressure from elastic element. Otherwise, the inner shell devices will come off the supports, which will lead to vibration of both themselves and the fuel assemblies and regulatory bodies, that is, the reliability and safety of the reactor will be significantly reduced.

Ослабление прижатия внутрикорпусных устройств к опорам может происходить также вследствие релаксации напряжений в пружинах головок тепловыделяющих сборок и известного упругого элемента под действием высокой температуры и облучения.The weakening of the pressing of the internal devices to the supports can also occur due to relaxation of stresses in the springs of the heads of the fuel assemblies and the known elastic element under the action of high temperature and radiation.

В условиях ограниченного места, отводимого в ядерном реакторе под размещение упругого элемента, увеличение его прижимного усилия (несущей способности) может быть достигнуто, например, при увеличении толщины стенки трубы тороидального кольцевого сегмента. В этом случае одновременно с увеличением погонной нагрузки на трубу снижается ее упругая деформация (как относительная, так и абсолютная), а также снижается релаксационная стойкость таких труб.Under conditions of limited space allocated to the placement of an elastic element in a nuclear reactor, an increase in its pressing force (bearing capacity) can be achieved, for example, by increasing the pipe wall thickness of the toroidal ring segment. In this case, simultaneously with an increase in the linear load on the pipe, its elastic deformation (both relative and absolute) decreases, and the relaxation resistance of such pipes decreases.

Известно также устройство /2/ (Патент РФ №2061263) для закрепления активной зоны, содержащее опорный цилиндр, устанавливаемый на фланце в сосуде под давлением ядерного реактора, упругий элемент, включающий в себя ряд смежных кольцевых сегментов, размещенных между фланцами опорного и нажимного цилиндров и поджимаемых крышкой сосуда под давлением. Кольцевые сегменты упругого элемента выполнены в виде винтовой цилиндрической пружины, на которую с натягом насажены цилиндрические кольца. Сжатие упругого элемента осуществляется при уплотнении главного разъема сосуда под давлением. При этом создается прижимное усилие на фланец опорного цилиндра, которое наряду с усилием от пружинных блоков тепловыделяющих сборок, поджимаемых нажимным цилиндром, и усилием от веса опорного цилиндра с топливной загрузкой прижимает опорный цилиндр к фланцу сосуда под давлением и удерживает его от всплытия и вибрации при воздействии перепада давления теплоносителя, циркулирующего в реакторе. Также создается прижимное усилие на фланец нажимного цилиндра, которое наряду с усилием от пружинных блоков тепловыделяющих сборок и выталкивающим усилием нажимного цилиндра от перепада давления на нем при циркуляции теплоносителя в реакторе прижимает нажимной цилиндр к фланцу крышки сосуда под давлением.It is also known a device / 2 / (RF Patent No. 2061263) for fixing the core containing a support cylinder mounted on a flange in a vessel under pressure of a nuclear reactor, an elastic element comprising a series of adjacent annular segments located between the flanges of the support and pressure cylinders and pressed by the lid of the pressure vessel. The annular segments of the elastic element are made in the form of a helical coil spring on which cylindrical rings are tightened. Compression of the elastic element is carried out by sealing the main connector of the pressure vessel. This creates a clamping force on the flange of the support cylinder, which, along with the force from the spring blocks of the fuel assemblies pressed by the pressure cylinder, and the force of the weight of the support cylinder with fuel loading, presses the support cylinder against the flange of the pressure vessel and prevents it from floating and vibration when exposed pressure drop of the coolant circulating in the reactor. A pressing force is also created on the flange of the pressure cylinder, which, along with the force from the spring blocks of the fuel assemblies and the buoyancy force of the pressure cylinder from the pressure drop during circulation of the coolant in the reactor, presses the pressure cylinder against the flange of the pressure vessel cap.

Известное устройство /2/ по сравнению с известным устройством /1/ может обеспечивать более значительную погонную нагрузку и упругую деформацию, так как упругость устройства /2/ суммируется из упругости цилиндрических колец и упругости винтовой цилиндрической пружины, выполненной из более прочной по сравнению с /1/ коррозионностойкой стали. Однако в условиях перехода на загрузку реактора тепловыделяющими сборками с каркасом из циркониевого сплава взамен тепловыделяющих сборок с каркасом из нержавеющей стали, релаксации пружин тепловыделяющих сборок и компонентов упругого элемента, а также в условиях ограниченного места, отводимого в ядерном реакторе под размещение упругого элемента, этого увеличения прижимного усилия может быть недостаточно.The known device / 2 / in comparison with the known device / 1 / can provide a more significant linear load and elastic deformation, since the elasticity of the device / 2 / is summed from the elasticity of the cylindrical rings and the elasticity of the coil spring made of a stronger spring compared to / 1 / stainless steel. However, under conditions of transition to loading the reactor with fuel assemblies with a zirconium alloy frame instead of stainless steel fuel assemblies, relaxation of the springs of the fuel assemblies and components of the elastic element, as well as in conditions of limited space allocated to the placement of the elastic element in the nuclear reactor, this increase downforce may not be enough.

Аналогично с /1/ в устройстве /2/ при увеличении диаметра проволоки пружины одновременно с увеличением погонной нагрузки на пружину снижается ее упругая деформация (как относительная, так и абсолютная), а также снижается релаксационная стойкость пружины.Similarly to / 1 / in the device / 2 /, with an increase in the diameter of the spring wire, at the same time as the linear load on the spring increases, its elastic deformation (both relative and absolute) decreases, as well as the relaxation resistance of the spring.

Оба известные устройства /1, 2/ при первоначальном поперечном сжатии (при уплотнении главного разъема реактора) деформируются пластически. При увеличении первоначального сжатия пластическая деформация данных устройств возрастает, а величины упругой деформации изменяются незначительно, что в совокупности с малыми значениями остаточной упругой деформации является недостатком этих известных устройств.Both known devices / 1, 2 / during initial transverse compression (when sealing the main connector of the reactor) are deformed plastically. With an increase in initial compression, the plastic deformation of these devices increases, and the values of elastic deformation change slightly, which, in combination with small values of residual elastic deformation, is a disadvantage of these known devices.

Следует отметить, что основным критерием работоспособности упругого элемента в известных устройствах /1/ и /2/ является достаточное усилие на нем (достаточная несущая способность), обеспечивающее гарантированное прижатие опорного цилиндра к фланцу сосуда под давлением. Измеряемым критерием работоспособности упругого элемента является минимально допустимая остаточная упругая деформация, соответствующая минимально допустимому остаточному усилию на нем, которая измеряется в холодном состоянии реактора. То есть необходимыми условиями работоспособности упругого элемента являются как достаточная остаточная погонная нагрузка на трубе /1/ или пружине /2/, так и достаточная остаточная упругая деформация, которую возможно было бы измерить с определенной точностью на реакторе после его расхолаживания и демонтажа крышки сосуда под давлением.It should be noted that the main criterion for the operability of the elastic element in the known devices / 1 / and / 2 / is the sufficient force on it (sufficient bearing capacity), which ensures guaranteed pressing of the support cylinder to the pressure vessel flange. The measurable criterion for the operability of the elastic element is the minimum allowable residual elastic deformation corresponding to the minimum allowable residual force on it, which is measured in the cold state of the reactor. That is, the necessary conditions for the operability of the elastic element are both a sufficient residual linear load on the pipe / 1 / or spring / 2 /, and a sufficient residual elastic deformation, which could be measured with a certain accuracy on the reactor after its cooling and dismantling of the pressure vessel cover .

Известно также устройство /3/ (Патент РФ №2124237) для закрепления активной зоны, отличающееся от /1/ и /2/ тем, что каждый из кольцевых сегментов упругого элемента выполнен в виде многослойного пакета пластин, опираемого равномерно по периметру сегмента снизу и сверху, причем места нижнего и верхнего опирания смещены в плане относительно друг друга на половину шага. В данном устройстве предполагалось увеличение несущей способности упругого элемента путем увеличения массы металла его упругих компонентов, заполняющих сечение кольцевой канавки, и увеличение ресурса работы упругого элемента путем существенного снижения релаксации при нагружении его в области упругих деформаций. Проведенные исследования однопролетных моделей данного устройства при моделировании проектных погонных нагрузок и температур показали, что область упругих деформаций моделей данного устройства ограничена 2 мм, то есть при полных деформациях более 2 мм устройство подвержено пластическим деформациям. Для реактора полные деформации упругого элемента менее 2 мм недостаточны, так как с учетом допусков на осевые размеры элементов реактора ВВЭР-1000 максимальная разница полных деформаций упругого элемента составляет 1 мм. Относительная релаксация испытанных моделей данного устройства имеет практически одинаковые значения по сравнению с испытанными моделями устройства /1/. Анализ влияния схемы нагружения для однопролетной испытанной модели устройства и многопролетного устройства (как заявлено в /3/) показал, что жесткость многопролетного устройства в четыре раза выше жесткости однопролетной модели устройства, поэтому при одинаковой погонной нагрузке упругая деформация многопролетного устройства уменьшиться в четыре раза. То есть данное устройство может не обеспечить требуемую проектом минимально допустимую остаточную упругую деформацию.Also known is a device / 3 / (RF Patent No. 2124237) for fixing the core, different from / 1 / and / 2 / in that each of the annular segments of the elastic element is made in the form of a multilayer package of plates supported uniformly around the perimeter of the segment from the bottom and top and the places of the lower and upper bearing are offset in plan relative to each other by half a step. In this device, it was supposed to increase the bearing capacity of the elastic element by increasing the mass of the metal of its elastic components filling the cross section of the annular groove, and increasing the life of the elastic element by significantly reducing relaxation when loading it in the region of elastic deformations. The studies of single-span models of this device when modeling design linear loads and temperatures showed that the elastic deformation region of the models of this device is limited to 2 mm, that is, when the total deformation is more than 2 mm, the device is subject to plastic deformation. For the reactor, the total deformations of the elastic element less than 2 mm are insufficient, since taking into account the tolerances on the axial dimensions of the elements of the VVER-1000 reactor, the maximum difference in the total deformations of the elastic element is 1 mm. The relative relaxation of the tested models of this device has almost the same values in comparison with the tested models of the device / 1 /. An analysis of the influence of the loading scheme for the single-span tested model of the device and the multi-span device (as stated in / 3 /) showed that the stiffness of the multi-span device is four times higher than the stiffness of the single-span model of the device, therefore, with the same linear load, the elastic deformation of the multi-span device will decrease by four times. That is, this device may not provide the minimum permissible residual elastic deformation required by the project.

В описании /3/ рассмотрены две схемы расположения упругого элемента в ядерном реакторе:In the description / 3 / two layouts of an elastic element in a nuclear reactor are considered:

схема 1 - упругий элемент закреплен на фланце опорного цилиндра и взаимодействует с фланцем опорного цилиндра и фланцем нажимного цилиндра;Scheme 1 - an elastic element is mounted on the flange of the support cylinder and interacts with the flange of the support cylinder and the flange of the pressure cylinder;

схема 2 - упругий элемент закреплен на фланце нажимного цилиндра и взаимодействует с фланцем нажимного цилиндра и фланцем крышки сосуда под давлением.Scheme 2 - the elastic element is mounted on the flange of the pressure cylinder and interacts with the flange of the pressure cylinder and the flange of the pressure vessel cover.

Первая схема закрепления упругого элемента также рассматривалась в /2/ и ее преимуществом является возможность измерения остаточной упругой деформации упругого элемента в холодном состоянии без выгрузки тепловыделяющих сборок из опорного цилиндра.The first scheme of fixing the elastic element was also considered in / 2 / and its advantage is the ability to measure the residual elastic deformation of the elastic element in the cold state without unloading the fuel assemblies from the support cylinder.

Особенностью второй схемы закрепления упругого элемента является то, что усилие от пружинных блоков тепловыделяющих сборок, поджимаемых нажимным цилиндром, прижимает нажимной цилиндр к крышке сосуда под давлением и не оказывает влияния на прижатие опорного цилиндра к фланцу сосуда под давлением.A feature of the second elastic element fixing scheme is that the force from the spring blocks of the fuel assemblies pressed by the pressure cylinder presses the pressure cylinder against the pressure vessel lid and does not affect the pressure of the support cylinder against the pressure vessel flange.

Преимуществом второй схемы является более удобный доступ к упругому элементу при его монтаже и демонтаже. Однако при этом значительно затруднено измерение остаточной упругой деформации упругого элемента без выгрузки тепловыделяющих сборок, так как остаточное усилие на их пружинных блоках может приподнять нажимной цилиндр вместе с упругим элементом относительно фланца главного разъема сосуда под давлением.The advantage of the second scheme is more convenient access to the elastic element during its installation and dismantling. However, it is significantly difficult to measure the residual elastic deformation of the elastic element without unloading the fuel assemblies, since the residual force on their spring blocks can raise the pressure cylinder together with the elastic element relative to the flange of the main connector of the pressure vessel.

Кроме того, в обеих данных схемах /3/ температурная деформация упругого элемента в 1,5 раза больше, чем в схеме закрепления упругого элемента /1/, то есть после температурной догрузки упругого элемента остаточная погонная нагрузка и остаточная упругая деформация уменьшаться в данных схемах в большей степени, так как жесткость упругого элемента при упругом разгружении существенно выше, чем при упруго-пластическом нагружении.In addition, in both of these schemes / 3 /, the temperature deformation of the elastic element is 1.5 times greater than in the fastening scheme of the elastic element / 1 /, that is, after the temperature loading of the elastic element, the residual linear load and residual elastic deformation decrease in these schemes in to a greater extent, since the stiffness of the elastic element during elastic unloading is significantly higher than under elastic-plastic loading.

В /1/ упругий элемент закреплен на фланце опорного цилиндра и взаимодействует с фланцем опорного цилиндра и фланцем крышки сосуда под давлением. В данном варианте закрепления упругий элемент не прижимает нажимной цилиндр к фланцу крышки сосуда под давлением (прижатие нажимного цилиндра к фланцу крышки сосуда под давлением осуществляется только за счет усилия от пружинных блоков тепловыделяющих сборок), что является недостатком данной схемы закрепления.In / 1 / the elastic element is mounted on the flange of the support cylinder and interacts with the flange of the support cylinder and the flange of the pressure vessel cap. In this fixing option, the elastic element does not press the pressure cylinder against the flange of the pressure vessel cover (the pressure cylinder is pressed against the pressure vessel flange of the vessel cover only due to the force from the spring blocks of the fuel assemblies), which is a drawback of this fixing scheme.

Наиболее близким техническим решением из известных является /3/.The closest technical solution of the known is / 3 /.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности ядерного реактора.The aim of the invention is to increase the reliability and safety of a nuclear reactor.

Задача изобретения - увеличение несущей способности, области упругих деформаций и демпфирующих свойств упругого элемента.The objective of the invention is to increase the bearing capacity, the field of elastic deformation and the damping properties of the elastic element.

Технический результат - снижение вибрации внутрикорпусных устройств и активной зоны ядерного реактора при переходе на топливную загрузку, включающую в себя тепловыделяющие сборки с циркониевым каркасом.EFFECT: reduced vibration of internal shell devices and the core of a nuclear reactor when switching to a fuel charge, which includes fuel assemblies with a zirconium frame.

Предлагаемое устройство для закрепления активной зоны ядерного реактора с водой под давлением содержит опорный цилиндр, установленный на фланце в сосуде под давлением, упругий элемент, включающий в себя ряд смежных кольцевых сегментов, размещенных между фланцем опорного цилиндра и фланцем крышки сосуда под давлением и взаимодействующих с ними.The proposed device for fixing the core of a nuclear reactor with water under pressure contains a support cylinder mounted on a flange in a pressure vessel, an elastic element comprising a series of adjacent annular segments located between the flange of the support cylinder and the flange of the pressure vessel lid and interacting with them .

Новым является то, что каждый из кольцевых сегментов упругого элемента содержит сегментную опорную пластину, на которой размещены и зафиксированы с помощью фиксирующих устройств прижимные устройства, каждое из которых содержит опорный стакан с помещенным в него и запертым с помощью запирающего устройства рабочим элементом из предварительно спрессованного терморасширенного графита, и нажимную втулку, контактирующую с рабочим элементом или запирающим устройством.What is new is that each of the annular segments of the elastic element contains a segment support plate on which pressure devices are placed and fixed using fixing devices, each of which contains a support cup with a working element made of pre-pressed heat-expanded and placed in it with a locking device. graphite, and a pressure sleeve in contact with the working element or locking device.

Запирающее устройство, предназначенное для предотвращения проникновения терморасширенного графита в цилиндрический зазор между наружной поверхностью нажимной втулки и внутренней поверхностью опорного стакана, может быть выполнено в следующих вариантах:A locking device designed to prevent the penetration of thermally expanded graphite into the cylindrical gap between the outer surface of the pressure sleeve and the inner surface of the support cup can be made in the following variants:

вариант 1 - Запирающее устройство выполнено в виде кольца, имеющего по периметру тонкостенный цилиндрический бурт, контактирующий по наружному диаметру с внутренней цилиндрической поверхностью опорного стакана и по внутреннему диаметру с рабочим элементом из терморасширенного графита, при этом запирающее устройство расположено между нажимной втулкой и рабочим элементом из терморасширенного графита;option 1 - The locking device is made in the form of a ring having a thin-walled cylindrical collar around the periphery in contact with the outer diameter with the inner cylindrical surface of the support cup and with the inner diameter of the working element of thermally expanded graphite, while the locking device is located between the pressure sleeve and the working element of thermally expanded graphite;

вариант 2 - Запирающее устройство содержит два одинаковых запирающих разрезных кольца, контактирующих между собой по торцевым поверхностям и контактирующих по наружным диаметрам с внутренней цилиндрической поверхностью опорного стакана, при этом верхнее запирающее кольцо контактирует с нажимной втулкой, а разрезы колец находятся в разных вертикальных плоскостях;option 2 - The locking device contains two identical locking split rings in contact with each other on the end surfaces and in outer diameters in contact with the inner cylindrical surface of the support cup, while the upper locking ring is in contact with the pressure sleeve, and the ring cuts are in different vertical planes;

вариант 3 - Запирающее устройство содержит три запирающих кольца: два кольца по варианту 2 и третье разрезное кольцо меньшего диаметра, которое по наружному диаметру контактирует с двумя кольцами по варианту 2 и по верхнему торцу - с нажимной втулкой, при этом высота третьего кольца больше высоты колец по варианту 2, а разрезы всех трех колец находятся в разных вертикальных плоскостях.option 3 - The locking device contains three locking rings: two rings of option 2 and a third split ring of smaller diameter, which in outer diameter is in contact with two rings of option 2 and on the upper end with a pressure sleeve, while the height of the third ring is greater than the height of the rings according to option 2, and the cuts of all three rings are in different vertical planes.

Фиксирующие устройства предназначены для закрепления и фиксации прижимных устройств на сегментной пластине. Каждое фиксирующее устройство содержит два фиксатора, закрепленных на сегментной пластине, имеющих цилиндрические выступы, заходящие в ответные ступенчатые байонетные пазы, выполненные на наружной боковой поверхности стакана прижимного устройства.Locking devices are designed to fix and fix the clamping devices on the segment plate. Each locking device contains two clamps mounted on a segment plate having cylindrical protrusions extending into reciprocal stepped bayonet grooves made on the outer side surface of the cup of the pressing device.

Данные фиксирующие устройства позволяют сократить время монтажа-демонтажа прижимных устройств на сегментные пластины и, как следствие, уменьшить дозы облучения персонала при проведении данных операций.These fixing devices can reduce the time of mounting and dismounting of clamping devices on segment plates and, as a result, reduce the radiation dose of personnel during these operations.

С целью предотвращения проскальзывания стакана прижимного устройства относительно сегментной пластины на нижнем торце опорного стакана выполнен цилиндрический выступ, который заходит в ответное соосное отверстие, выполненное в сегментной пластине. При этом предотвращается поломка (формоизменение) фиксаторов. Проскальзывание стакана прижимного устройства относительно сегментной пластины при реализации первой схемы закрепления упругого элемента было бы возможно за счет различных коэффициентов линейного расширения материалов опорного цилиндра, на котором закреплены сегментные пластины, и крышки сосуда под давлением, и при реализации второй схемы закрепления упругого элемента - за счет различных коэффициентов линейного расширения материалов нажимного цилиндра, на фланце которого закреплены сегментные пластины, и крышки сосуда под давлением.In order to prevent slipping of the cup of the pressing device relative to the segment plate, a cylindrical protrusion is made at the lower end of the support cup, which extends into the mating coaxial hole made in the segment plate. At the same time, breakage (shaping) of the clips is prevented. Sliding the cup of the clamping device relative to the segment plate during the implementation of the first scheme for securing the elastic element would be possible due to different linear expansion coefficients of the materials of the supporting cylinder on which the segment plates are fixed and the pressure vessel covers, and when implementing the second scheme for securing the elastic element, due to different linear expansion coefficients of the materials of the pressure cylinder, on the flange of which segment plates are fixed, and the covers of the pressure vessel eat.

С целью предотвращения возможного выхода нажимной втулки из опорного стакана прижимного устройства при монтаже-демонтаже данного устройства на сегментную пластину или при подъеме крышки сосуда под давлением, на нажимной втулке прижимного устройства выполнено не менее одной лыски, а на верхнем торце опорного стакана закреплено не менее одной ответной запорной планки.In order to prevent the pressure sleeve from escaping from the support cup of the pressure device when mounting and removing this device on the segment plate or when lifting the pressure vessel cover, at least one flange is made on the pressure sleeve of the pressure device and at least one is fixed on the upper end of the support glass reciprocal locking strip.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг.1 показана схема ядерного реактора, продольный разрез.Figure 1 shows a diagram of a nuclear reactor, a longitudinal section.

На фиг.2 показан узел А фиг.1 - схема закрепления упругого элемента на фланце нажимного цилиндра, в которой упругий элемент контактирует с фланцем нажимного цилиндра и фланцем сосуда под давлением.Figure 2 shows the node And figure 1 is a diagram of the fastening of the elastic element on the flange of the pressure cylinder, in which the elastic element is in contact with the flange of the pressure cylinder and the flange of the pressure vessel.

На фиг.3 показан узел А фиг.1 - схема закрепления упругого элемента на фланце опорного цилиндра, в которой упругий элемент контактирует с фланцами опорного и нажимного цилиндров.Figure 3 shows the node And figure 1 is a diagram of the fastening of the elastic element on the flange of the supporting cylinder, in which the elastic element is in contact with the flanges of the supporting and pressure cylinders.

На фиг.4 показан разрез Б-Б на фиг.2.Figure 4 shows a section bB in figure 2.

На фиг.5 показан узел В на фиг.2 в увеличенном масштабе.Figure 5 shows the node In figure 2 in an enlarged scale.

На фиг.6 показан вид Г на фиг.5.Figure 6 shows a view of figure 5.

На фиг.7 показано сечение Д-Д на фиг.5.In Fig.7 shows a section DD in Fig.5.

На фиг.8 показан вид Е на фиг.5.On Fig shows a view of E in figure 5.

На фиг.9 показан узел Ж на фиг.5 - варианты 1-3 запирающего устройства.In Fig.9 shows the node W in Fig.5 - options 1-3 of the locking device.

На фиг.10 показана в аксонометрии схема закрепления прижимного устройства.Figure 10 shows a perspective view of the fixing circuit of the clamping device.

Реактор с устройством для закрепления опорного цилиндра с активной зоной представляет собой сосуд 1 под давлением, уплотняемой крышкой 2. В сосуде 1 на фланце 3 установлен опорный цилиндр 4 с активной зоной, содержащей тепловыделяющие сборки 5. Согласно фиг.2 (схема 2) между торцом крышки 2 и фланцем 6 нажимного цилиндра, взаимодействующего с фланцем 3 опорного цилиндра, установлен упругий элемент, содержащий ряд сегментов 7 (фиг 4), закрепленных на фланце 6. Согласно фиг.3 (схема 1) между фланцем 3 опорного цилиндра и фланцем 6 нажимного цилиндра, взаимодействующего с торцом крышки 2, установлен упругий элемент, содержащий ряд сегментов 7, закрепленных на фланце 3 опорного цилиндра. Каждый из сегментов 7 содержит опорную сегментную пластину 8, на которой размещены и зафиксированы прижимные устройства, каждое из которых (фиг.5) содержит опорный стакан 9, в который помещен и заперт с помощью запирающего устройства 10 рабочий элемент 11 из предварительно спрессованного терморасширенного графита, и нажимную втулку 12, соприкасающуюся с рабочим элементом или запирающим устройством. Фиксирующее устройство, предназначенное для закрепления и фиксации прижимного устройства на сегментной пластине, содержит два фиксатора 13 (фиг.7), закрепленных на сегментной пластине 8, имеющих цилиндрические выступы 14, заходящие в ответные ступенчатые байонетные пазы 15, выполненные на наружной боковой поверхности опорного стакана 9 прижимного устройства (фиг.6, 7). На нижнем торце опорного стакана выполнен цилиндрический выступ 16 (фиг. 5, 7), который заходит в ответное соосное отверстие 17, выполненное в сегментной пластине. На нажимной втулке 12 прижимного устройства (фиг.7, 8) выполнено не менее одной лыски 18, а на верхнем торце опорного стакана закреплено не менее одной ответной запорной планки 19.The reactor with a device for securing the support cylinder with an active zone is a pressure vessel 1 sealed by a cover 2. In the vessel 1, a support cylinder 4 with an active zone containing fuel assemblies 5 is installed on the flange 3. According to figure 2 (scheme 2) between the end face a cover 2 and a flange 6 of the pressure cylinder interacting with the flange 3 of the support cylinder, an elastic element is installed comprising a series of segments 7 (FIG. 4) mounted on the flange 6. According to FIG. 3 (diagram 1) between the flange 3 of the support cylinder and the flange 6 of the pressure cylinder operating with the end face of the cover 2, an elastic element is installed containing a number of segments 7, mounted on the flange 3 of the supporting cylinder. Each of the segments 7 contains a support segment plate 8, on which the pressing devices are placed and fixed, each of which (Fig. 5) contains a support cup 9, in which the working element 11 of pre-pressed thermally expanded graphite is placed and locked using the locking device 10, and a push sleeve 12 in contact with the working element or the locking device. The locking device designed to fix and fix the clamping device on the segment plate contains two locks 13 (Fig. 7), mounted on the segment plate 8, having cylindrical protrusions 14 that extend into the mating step bayonet grooves 15, made on the outer side surface of the support cup 9 clamping device (6, 7). A cylindrical protrusion 16 (Fig. 5, 7) is made at the lower end of the support cup, which enters the mating coaxial hole 17 made in the segment plate. At least one flange 18 is made on the pressing sleeve 12 of the pressing device (Figs. 7, 8), and at least one reciprocal locking strip 19 is fixed on the upper end of the support cup.

Сосуд 1 (фиг. 1) снабжен входным патрубком 20 и выходным патрубком 21 и образует со стенкой опорного цилиндра 4 опускной канал 22 контура циркуляции теплоносителя в реакторе.The vessel 1 (Fig. 1) is equipped with an inlet pipe 20 and an outlet pipe 21 and forms with the wall of the reference cylinder 4 a lowering channel 22 of the coolant circulation circuit in the reactor.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Холодный теплоноситель входит в патрубок 20, пройдя опускной канал 22 через отверстия в днище опорного цилиндра 4 попадает в активную зону, отбирает тепло у тепловыделяющих сборок 5 и нагретый уходит через патрубок 21 из реактора. При протекании теплоносителя через реактор его давление снижается, а разность давлений на входе и выходе является той силой, которая выталкивает опорный цилиндр 4 вверх, если вес опорного цилиндра с активной зоной меньше выталкивающей силы. Прижатие опорного цилиндра к опоре является необходимым условием удержания опорного цилиндра и тепловыделяющих сборок от вибрационных перемещений (вызывающих износ и разрушение), которые могут возникать под воздействием протекающего теплоносителя. При уплотнении главного разъема крышка 2 сжимает рабочие элементы 11 прижимных устройств упругого элемента 7, что создает необходимое усилие прижатия фланца опорного цилиндра к опоре. Поскольку рабочие элементы прижимных устройств выполнены из предварительно спрессованного и запертого терморасширенного графита, обладающего высокими упругими свойствами и несущей способностью, то несколько прижимных устройств способны выдержать требуемую проектом нагрузку, при этом остаточная упругая деформация будет в 5-10 раз выше, чем в рассмотренных прототипах /1-3/. Проведенные исследования моделей прижимных устройств показали, что при достаточной остаточной упругой деформации прижимных устройств (не менее 2 мм) требуемая несущая способность упругого элемента достигается их количеством (для реактора ВВЭР-1000 не более 24 штук). То есть для предлагаемого устройства упругого элемента критерии работоспособности (несущая способность упругого элемента и его остаточная упругая деформация) не противоречат друг другу (с увеличением несущей способности упругого элемента его остаточная упругая деформация не уменьшается, как в /1-3/). Кроме того, предлагаемая конструкция прижимных устройств имеет хорошие демпфирующие свойства за счет внутреннего трения в терморасширенном графите и трения запирающих элементов по внутренней цилиндрической поверхности опорного стакана в области упругих деформаций прижимного устройства.Cold coolant enters the nozzle 20, passing the lower channel 22 through the holes in the bottom of the supporting cylinder 4 enters the active zone, removes heat from the fuel assemblies 5 and the heated leaves through the nozzle 21 from the reactor. When the coolant flows through the reactor, its pressure decreases, and the pressure difference at the inlet and outlet is the force that pushes the support cylinder 4 up if the weight of the support cylinder with an active zone is less than the buoyancy force. The pressing of the support cylinder to the support is a necessary condition for holding the support cylinder and fuel assemblies from vibrational movements (causing wear and tear) that may occur under the influence of a flowing coolant. When sealing the main connector, the cover 2 compresses the working elements 11 of the clamping devices of the elastic element 7, which creates the necessary force to press the flange of the supporting cylinder to the support. Since the working elements of the clamping devices are made of pre-pressed and locked thermally expanded graphite with high elastic properties and bearing capacity, several clamping devices are able to withstand the load required by the project, while the residual elastic deformation will be 5-10 times higher than in the prototypes considered / 1-3 /. Studies of the models of clamping devices showed that with sufficient residual elastic deformation of the clamping devices (at least 2 mm), the required load-bearing capacity of the elastic element is achieved by their number (for the VVER-1000 reactor, no more than 24 pieces). That is, for the proposed device of the elastic element, the performance criteria (the bearing capacity of the elastic element and its residual elastic deformation) do not contradict each other (with an increase in the bearing capacity of the elastic element, its residual elastic deformation does not decrease, as in / 1-3 /). In addition, the proposed design of the clamping devices has good damping properties due to internal friction in thermally expanded graphite and the friction of the locking elements on the inner cylindrical surface of the support cup in the region of elastic deformation of the clamping device.

Таким образом, предлагаемая конструкция упругого элемента дает возможность увеличить усилие прижатия опорного цилиндра до необходимой величины, не увеличивая его габариты, увеличить упругие и демпфирующие свойства, при этом увеличивается его ресурс работы в условиях длительного термоциклического нагружения.Thus, the proposed design of the elastic element makes it possible to increase the pressing force of the support cylinder to the required value without increasing its dimensions, to increase the elastic and damping properties, while increasing its service life under conditions of prolonged thermal cyclic loading.

Источники информацииInformation sources

1. Чертеж 1135.01.04.000. Шахта с экраном. Ижорский завод, 1972.1. Drawing 1135.01.04.000. Mine with a screen. Izhora plant, 1972.

2. Патент Российской Федерации №2061263.2. Patent of the Russian Federation No. 2061263.

3. Патент Российской Федерации №2124237.3. Patent of the Russian Federation No. 2124237.

Claims (7)

1. Устройство для закрепления активной зоны ядерного реактора с водой под давлением, содержащее опорный цилиндр, установленный на фланце в сосуде под давлением, упругий элемент, включающий в себя ряд смежных кольцевых сегментов, размещенных между фланцем опорного цилиндра и фланцем крышки сосуда под давлением и взаимодействующих с ними, отличающееся тем, что каждый из кольцевых сегментов упругого элемента содержит сегментную опорную пластину, на которой размещены и зафиксированы с помощью фиксирующих устройств прижимные устройства, каждое из которых содержит опорный стакан с помещенным в него и запертым с помощью запирающего устройства рабочим элементом из предварительно спрессованного терморасширенного графита и нажимную втулку, контактирующую с рабочим элементом или запирающим устройством.1. Device for fixing the core of a nuclear reactor with water under pressure, comprising a support cylinder mounted on a flange in a pressure vessel, an elastic element including a series of adjacent annular segments located between the support cylinder flange and the pressure vessel lid flange and interacting with them, characterized in that each of the annular segments of the elastic element comprises a segment support plate, on which the pressing devices are placed and fixed using fixing devices, DOE of which comprises a supporting glass placed into it and locked with a locking device the operation member from a pre-compressed expanded graphite and a pressure sleeve, in contact with the operation member or a locking device. 2. Устройство для закрепления активной зоны по п.1, отличающееся тем, что запирающее устройство выполнено в виде кольца, имеющего по периметру тонкостенный цилиндрический бурт, контактирующий по наружному диаметру с внутренней цилиндрической поверхностью опорного стакана и по внутреннему диаметру с рабочим элементом из терморасширенного графита, при этом запирающее устройство расположено между нажимной втулкой и рабочим элементом из терморасширенного графита.2. The device for fixing the active zone according to claim 1, characterized in that the locking device is made in the form of a ring having a thin-walled cylindrical collar around the periphery in contact with the inner diameter of the support cup and the inner diameter of the working element of thermally expanded graphite while the locking device is located between the pressure sleeve and the working element of thermally expanded graphite. 3. Устройство для закрепления активной зоны по п.1, отличающееся тем, что запирающее устройство содержит два одинаковых запирающих разрезных кольца, контактирующих между собой по торцевым поверхностям и контактирующих по наружным диаметрам с внутренней цилиндрической поверхностью опорного стакана, при этом верхнее запирающее кольцо контактирует с нажимной втулкой, а разрезы колец находятся в разных вертикальных плоскостях.3. The device for fixing the active zone according to claim 1, characterized in that the locking device contains two identical locking split rings in contact with each other along the end surfaces and in external diameters in contact with the inner cylindrical surface of the support cup, while the upper locking ring is in contact with push sleeve, and the cuts of the rings are in different vertical planes. 4. Устройство для закрепления активной зоны по п.1, отличающееся тем, что каждое фиксирующее устройство содержит два фиксатора, закрепленных на сегментной пластине, имеющих цилиндрические выступы, заходящие в ответные ступенчатые байонетные пазы, выполненные на наружной боковой поверхности опорного стакана прижимного устройства.4. The device for fixing the core according to claim 1, characterized in that each fixing device contains two clamps mounted on a segment plate having cylindrical protrusions extending into mating stepped bayonet grooves made on the outer side surface of the support cup of the pressing device. 5. Устройство для закрепления активной зоны по п.1, отличающееся тем, что на нижнем торце опорного стакана выполнен цилиндрический выступ, который заходит в ответное соосное отверстие, выполненное в сегментной пластине.5. The device for fixing the active zone according to claim 1, characterized in that a cylindrical protrusion is made at the lower end of the support cup, which extends into the mating coaxial hole made in the segment plate. 6. Устройство для закрепления активной зоны по п.1, отличающееся тем, что на нажимной втулке прижимного устройства выполнено не менее одной лыски, а на верхнем торце опорного стакана закреплено не менее одной ответной запорной планки.6. The device for fixing the core according to claim 1, characterized in that at least one flange is made on the pressure sleeve of the pressure device, and at least one reciprocal locking plate is fixed on the upper end of the support cup. 7. Устройство для закрепления активной зоны по п.3, отличающееся тем, что запирающее устройство содержит третье разрезное кольцо меньшего диаметра, которое по наружному диаметру контактирует с двумя указанными в п.3 кольцами и по верхнему торцу - с нажимной втулкой, при этом высота третьего кольца больше высоты колец по п.3, а разрезы всех трех колец находятся в разных вертикальных плоскостях.7. A device for fixing the active zone according to claim 3, characterized in that the locking device comprises a third split ring of smaller diameter, which in outer diameter contacts two rings specified in claim 3 and at the upper end with a pressure sleeve, the height the third ring is greater than the height of the rings according to claim 3, and the cuts of all three rings are in different vertical planes.
RU2005123068/06A 2005-07-21 2005-07-21 Device for securing pressurized-water reactor core RU2296380C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005123068/06A RU2296380C1 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Device for securing pressurized-water reactor core

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005123068/06A RU2296380C1 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Device for securing pressurized-water reactor core

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2296380C1 true RU2296380C1 (en) 2007-03-27

Family

ID=37999277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005123068/06A RU2296380C1 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Device for securing pressurized-water reactor core

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2296380C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545518C2 (en) * 2010-12-13 2015-04-10 Кабусики Кайся Тосиба Reactor with pressure water cooling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545518C2 (en) * 2010-12-13 2015-04-10 Кабусики Кайся Тосиба Reactor with pressure water cooling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1108313A (en) Irradiation surveillance specimen assembly
US9874410B2 (en) Heat exchanger with elastic element
JPH0222353B2 (en)
US4690206A (en) Nuclear steam generator wrapper barrel/tube support plate connection assembly and radial tuning method for assembling same
US4583584A (en) Seismic snubber accommodating variable gaps in pressure vessels
KR102394260B1 (en) Reactor with self-supporting core
RU2296380C1 (en) Device for securing pressurized-water reactor core
US3994776A (en) Nuclear reactor installation
US9093182B2 (en) Fast reactor
US6960318B2 (en) High temperature/high pressure vessel
FI74830B (en) KAERNREAKTOR, VARS HAERD AER AVSKAERMAD MED EN KONSTRUKTION AV STAENGER OCH TVAERSTAELLDA PLATTOR.
US4474729A (en) Support structure for a prestressed cylindrical pressure vessel
EP2878828B1 (en) Shaft sealing structure and primary-cooling-material-circulating pump
US4356144A (en) Closure hold-down system for a reactor vessel
US3293139A (en) Prestressed concrete pressure vessel for nuclear reactors
US10460845B2 (en) Nuclear reactor flow path sealing systems and seals
JPS6367872B2 (en)
US4778646A (en) Gas cooled high temperature reactor charged with spherical fuel elements
RU2061263C1 (en) Device for mounting active area of nuclear reactor under pressure
JP4996158B2 (en) Fast reactor
US5544210A (en) Pressure vessel apparatus for containing fluid under high temperature and pressure
US3974027A (en) Nuclear reactor installation
KR102223774B1 (en) Apparatus for supporting pressurizer in nuclear power plant
CN115910391A (en) Axial compressing device and horizontal high-temperature gas cooled reactor
CN115954119A (en) Radial pressing mechanism and high-temperature gas cooled reactor

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention
PD4A Correction of name of patent owner