RU2399968C2 - Spacer grid for fuel assembly of nuclear reactor - Google Patents
Spacer grid for fuel assembly of nuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399968C2 RU2399968C2 RU2008141595/06A RU2008141595A RU2399968C2 RU 2399968 C2 RU2399968 C2 RU 2399968C2 RU 2008141595/06 A RU2008141595/06 A RU 2008141595/06A RU 2008141595 A RU2008141595 A RU 2008141595A RU 2399968 C2 RU2399968 C2 RU 2399968C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- tier
- height
- spacer grid
- frame
- 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
- Fuel Cell (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть применено в тепловыделяющих сборках (ТВС) ядерного реактора с треугольной упаковкой тепловыделяющих элементов (твэлов).The invention relates to the field of nuclear energy and can be used in fuel assemblies (FAs) of a nuclear reactor with a triangular packaging of fuel elements (fuel elements).
Известно большое многообразие дистанционирующих решеток для ТВС ядерных реакторов, содержащих группы полос, образующих при пересечении ряды ячеек для размещения твэлов: квадратные, треугольные, шестигранные.A large variety of spacing grids for fuel assemblies of nuclear reactors is known, containing groups of bands that, when crossing, form rows of cells for placing fuel rods: square, triangular, hexagonal.
Известна дистанционирующая решетка с ячейками квадратной формы, которые сформированы двумя рядами взаимно пересекающихся перпендикулярных друг другу пластин, расположенных на одном уровне. Пластины снабжены прорезями до середины ширины в местах пересечения пластин. Пластины закреплены на рамке, охватывающей решетку по периметру, а для центрирования твэлов предусмотрены специальные элементы (см., например, патент FR №2646548, приоритет от 28.04.1989, МПК G21C 3/356).Known spacer grid with square cells, which are formed by two rows of mutually intersecting plates perpendicular to each other, located at the same level. The plates are provided with slots to the middle of the width at the intersection of the plates. The plates are mounted on a frame that encloses the perimeter grate, and special elements are provided for centering the fuel rods (see, for example, FR patent No. 2646548, priority date 04/28/1989, IPC G21C 3/356).
Известна дистанционирующая решетка с ячейками треугольной формы, которые сформированы тремя группами взаимно пересекающихся пластин, расположенных на одном уровне под углом друг другу. Пластины снабжены прорезями до середины ширины в местах пересечения пластин. Пластины закреплены на рамке, охватывающей решетку по периметру, а для центрирования твэлов предусмотрены специальные элементы - четыре жестких упора (см., например, патент FR №2588410, опубл. 10.04.1987, МПК G21C 3/32).Known spacer grid with cells of a triangular shape, which are formed by three groups of mutually intersecting plates located at the same level at an angle to each other. The plates are provided with slots to the middle of the width at the intersection of the plates. The plates are mounted on a frame that surrounds the grate around the perimeter, and for centering the fuel rods special elements are provided - four hard stops (see, for example, patent FR No. 2588410, publ. 10.04.1987, IPC G21C 3/32).
Известна дистанционирующая решетка с ячейками шестиугольной формы, которые сформированы тремя группами взаимно пересекающихся пластин, расположенных на одном уровне под углом 120° друг другу. Пластины снабжены прорезями в местах пересечения пластин. Пластины закреплены на рамке, охватывающей решетку по периметру, а для центрирования твэлов предусмотрены специальные элементы (см., например, патент GB №2277191, опубл. МПК G21C 3/352).Known spacer grid with cells of a hexagonal shape, which are formed by three groups of mutually intersecting plates located at the same level at an angle of 120 ° to each other. The plates are provided with slots at the intersection of the plates. The plates are mounted on a frame that surrounds the grate around the perimeter, and special elements are provided for centering the fuel rods (see, for example, GB patent No. 2277191, publ. IPC G21C 3/352).
Недостатками таких конструкций решетки является трудоемкость и сложность изготовления. Одноярусное расположение пластин решетки создает местное сужение проходного сечения для протока теплоносителя, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления сборки и снижает ее эксплуатационную надежность.The disadvantages of such lattice designs is the complexity and complexity of manufacturing. The single-tier arrangement of the lattice plates creates a local narrowing of the passage section for the coolant flow, which leads to an increase in the hydraulic resistance of the assembly and reduces its operational reliability.
Известна дистанционирующая решетка с ячейками шестиугольной формы, которые сформированы тремя группами пластин, расположенных в пространстве в виде трех не пересекающихся рядов. Пластины закреплены на рамке, которая снабжена упругими элементами, выполненными заодно с ней (см., например, патент RU №2120671, опубл. 20.10.1998, МПК G21C 3/32).Known spacer grid with hexagonal cells, which are formed by three groups of plates located in space in the form of three disjoint rows. The plates are mounted on a frame, which is equipped with elastic elements made integral with it (see, for example, patent RU No. 2120671, publ. 10/20/1998, IPC G21C 3/32).
Недостатком данной дистанционирующей решетки является ее применимость только для пучков с гексогональным расположением твэлов, в которых шаг их расположения при приемлемой толщине дистанциониующих пластин (~0,3÷0,4 мм) обеспечивает касание пластин двух соседних параллельных рядов. Кроме того, значительная площадь контакта пластин с оболочкой по периметру ухудшает условия теплосъема с твэла.The disadvantage of this spacer grid is its applicability only for bundles with a hexagonal arrangement of fuel rods, in which the step of their arrangement with an acceptable thickness of the spacing plates (~ 0.3 ÷ 0.4 mm) ensures that the plates touch two adjacent parallel rows. In addition, a significant area of contact of the plates with the shell along the perimeter worsens the conditions for heat removal from the fuel rod.
Техническое решение по патенту №2120671 выбираем за прототип по наибольшему числу общих признаков и достигаемому результату.The technical solution for the patent No. 2120671 is chosen for the prototype according to the greatest number of common features and the achieved result.
Технической задачей изобретения является создание конструкции дистанционирующей решетки, имеющей меньшую величину контакта пластин решетки с поверхностью твэлов и более равномерное распределение теплоносителя по проходному сечению тепловыделяющей сборки, повышение надежности фиксации твэлов.An object of the invention is to create a spacer lattice structure having a smaller contact size of the lattice plates with the surface of the fuel rods and a more uniform distribution of the coolant over the flow area of the fuel assembly, increasing the reliability of the fixation of the fuel rods.
Решение поставленной задачи позволяет повысить эксплуатационную надежность тепловыделяющей сборки.The solution of this problem allows to increase the operational reliability of the fuel assembly.
Поставленная задача решается за счет того, что в дистанционирующей решетке, включающей опоясывающую рамку, на которой закреплены в три яруса группы параллельных между собой и расположенных в пространстве между рядами твэл пластин, пластины в пределах группы установлены с возможностью контакта с твэлами только одного ряда, причем пластины второго яруса с обеих сторон снабжены прорезями, в которых размещены пластины соответствующих ярусов, а высота пластин второго яруса и глубина прорези выбраны из условия:The problem is solved due to the fact that in the spacer grid, which includes the belt frame, on which are fixed in three tiers of groups parallel to each other and located in the space between the rows of fuel rods, the plates within the group are installed with the possibility of contact with the fuel rods of only one row, and the plates of the second tier on both sides are provided with slots in which the plates of the corresponding tiers are placed, and the height of the plates of the second tier and the depth of the slot are selected from the condition:
h2=2n+Δ; h1=h3, n≤h1,h 2 = 2n + Δ; h 1 = h 3 , n≤h 1 ,
где n - глубина прорези;where n is the depth of the slot;
h1 - высота пластины первого яруса;h 1 - the height of the plate of the first tier;
h2 - высота пластины второго яруса;h 2 - the height of the plate of the second tier;
h3 - высота пластины третьего яруса;h 3 - the height of the plate of the third tier;
Δ - величина, на которую высота пластин второго яруса больше высоты пластин первого или третьего ярусов.Δ is the amount by which the height of the plates of the second tier is greater than the height of the plates of the first or third tiers.
Кроме того, пластинами при пересечении образованы ячейки в виде неправильного шестигранника, а в углах опоясывающей рамки на уровне пластин второго яруса выполнены выпуклости, направленные внутрь рамки.In addition, the plates in the form of an irregular hexagon are formed at the intersection by the plates, and in the corners of the encircling frame at the level of the plates of the second tier there are convexities directed inside the frame.
Пластины предыдущего яруса смещены относительно пластин последующего яруса на угол, равный 60°, а в центре решетки установлена дополнительная обечайка, образующая полость и имеющая форму шестигранника, стороны которого расположены напротив вершин опоясывающей рамки.The plates of the previous tier are offset relative to the plates of the subsequent tier by an angle equal to 60 °, and an additional shell is formed in the center of the lattice, forming a cavity and having the shape of a hexagon, the sides of which are opposite the vertices of the encircling frame.
Конструкция дистанционирующей решетки, в которой пластины в пределах группы установлены с возможностью контакта с твэлами только одного ряда, позволяет обеспечить дистанционирование твэлов в пучках с гексогональным расположением с шагом, значительно превышающим диаметр твэла, уменьшить площадь контакта твэлов с пластинами и более равномерно организовать распределение потока теплоносителя по сечению сборки.The design of the spacer grid, in which the plates within the group are installed with the possibility of contact with the fuel rods of only one row, allows for the spacing of the fuel rods in beams with a hexagonal arrangement with a step significantly exceeding the diameter of the fuel rod, to reduce the contact area of the fuel rods with the plates and to more evenly organize the distribution of coolant flow over the assembly cross section.
Расположение пластин ярусами, но с возможностью пересечения пластин и перемещения пластин в прорезях, позволяет обеспечить жесткость решетки, надежность фиксации твэлов и компенсацию температурных расширений.The arrangement of the plates in tiers, but with the possibility of crossing the plates and moving the plates in the slots, allows you to ensure the rigidity of the lattice, the reliability of the fixation of the fuel rods and the compensation of thermal expansion.
Дистанционирующая решетка данного исполнения позволяет минимизировать площадь контакта твэла с дистанционирующей решеткой и увеличить проходное сечение в районе дистанционирующей решетки.The spacer grid of this design allows you to minimize the contact area of the fuel rod with the spacer grid and increase the flow area in the area of the spacer grid.
Сущность технического решения поясняется чертежами, гдеThe essence of the technical solution is illustrated by drawings, where
на фиг 1 показано сечение дистанционирующей решетки,figure 1 shows a cross section of a spacer grid
на фиг.2 показан общий вид дистанционирующей решетки.figure 2 shows a General view of the spacer grid.
Дистанционирующая решетка состоит из выполненной в виде шестигранника опоясывающей рамки 1, на которой закреплены три группы пластин 2, 3, 4, расположенные в три яруса. Пластины 2, 3, 4 размещены в пространстве между рядами твэл 5 параллельно друг другу в пределах группы. Каждая пластина группы установлена с возможностью контакта с твэлами 5 только одного ряда. Пластины 2 смещены относительно пластин 3, а пластины 3 смещены относительно пластин 4 на угол, равный 60°. На пластинах 3 с обеих сторон выполнены прорези 6 (не показаны), в которых расположены пластины 2 и 4 смежных ярусов. При пересечении пластин 2, 3, 4 образованы ячейки, имеющие форму неправильного шестигранника. Высота h2 пластин 3 выбрана из условия, что h2=2n+Δ; а высота h1 пластин 2 равна высоте h3 пластин 4. При этом глубина n прорези 6 выбрана из условия, что n≤h1;The spacer grid consists of a girdle frame 1 made in the form of a hexagon, on which three groups of
Δ - величина, на которую высота пластин второго яруса больше высоты пластин первого или третьего ярусов.Δ is the amount by which the height of the plates of the second tier is greater than the height of the plates of the first or third tiers.
В углах опоясывающей рамки 1 на уровне пластин 3 выполнены выпуклости 7, направленные внутрь рамки, что позволит обеспечить температурный режим в угловых ячейках (угловые твэлы) в процессе эксплуатации примерно таким же, как и в других ячейках ТВС.In the corners of the enclosing frame 1, at the level of the plates 3, convexities 7 are made directed inside the frame, which will ensure the temperature regime in the corner cells (corner fuel rods) during operation is approximately the same as in other fuel cells.
В центре опоясывающей рамки 1 установлена дополнительная обечайка 8, образующая полость 9 и имеющая форму шестигранника, стороны которого расположены напротив вершин опоясывающей рамки 1. В полости 9 установлен центральный шестигранный вытеснитель для размещения регулирующих стержней 10, а разворот обечайки 8 относительно опоясывающей рамки 1 обеспечивает минимизацию числа замененных твэлов регулирующими стержнями при прочих равных условиях.An
Для закрепления пластин 2, 3 и 4 на опоясывающей рамке 1 и обечайке 8 выполнены отверстия 11 и 12, расположенные в три яруса.To fix the
Пластины своими концами установлены в отверстия 11 и 12, отогнуты до соприкосновения с рамкой 1 и обечайкой 8 и приварены к ним для исключения выпадения.The plates with their ends are installed in the
При помощи дистанционирующей решетки производится установка твэлов 5 в ТВС с заданным шагом. Твэлы 5 устанавливаются в ячейки, имеющие форму неправильного шестигранника, так чтобы касание было возможно только с тремя гранями, то есть твэл надежно фиксирован на своем месте с возможностью осевого перемещения и изменения диаметра при выгорании топлива.Using the spacer grid, the fuel rods 5 are installed in the fuel assembly with a given step. The fuel rods 5 are installed in cells having the shape of an irregular hexagon, so that contact is possible only with three faces, that is, the fuel rod is reliably fixed in place with the possibility of axial movement and diameter change when the fuel burns out.
Claims (6)
h2=2n+Δ; h1=h3, n≤h1,
где n - глубина прорези;
h1 - высота пластины первого яруса;
h2 - высота пластины второго яруса;
h3 - высота пластины третьего яруса;
Δ - величина, на которую высота пластин второго яруса больше высоты пластин первого или третьего яруса.1. A spacer grid for a fuel assembly of a nuclear reactor, including a girdle, on which are fixed in three tiers groups of plates parallel to each other and located in the space between the rows of fuel rods, characterized in that the plates within the group are installed with the possibility of contact with the fuel rods of only one row moreover, the plates of the second tier on both sides are provided with slots in which the plates of the corresponding tiers are placed, and the height of the plates of the second tier and the depth of the slot are selected from the condition
h 2 = 2n + Δ; h 1 = h 3 , n≤h 1 ,
where n is the depth of the slot;
h 1 - the height of the plate of the first tier;
h 2 - the height of the plate of the second tier;
h 3 - the height of the plate of the third tier;
Δ is the value by which the height of the plates of the second tier is greater than the height of the plates of the first or third tier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141595/06A RU2399968C2 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Spacer grid for fuel assembly of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141595/06A RU2399968C2 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Spacer grid for fuel assembly of nuclear reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008141595A RU2008141595A (en) | 2010-04-27 |
RU2399968C2 true RU2399968C2 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42672074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008141595/06A RU2399968C2 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Spacer grid for fuel assembly of nuclear reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2399968C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448376C1 (en) * | 2010-10-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Structure of plate grid for fuel assembly |
RU2518058C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Spacer grid of fuel assembly of nuclear reactor (versions) |
-
2008
- 2008-10-20 RU RU2008141595/06A patent/RU2399968C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448376C1 (en) * | 2010-10-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Structure of plate grid for fuel assembly |
RU2518058C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Spacer grid of fuel assembly of nuclear reactor (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008141595A (en) | 2010-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2562617C2 (en) | Neutron reflector block, nuclear reactor side reflector and nuclear reactor | |
EP2795625A1 (en) | Storage system for nuclear fuel | |
RU2612382C1 (en) | Optimized in form of flower pipes and optimized improved configurations of grids | |
RU2509765C2 (en) | Nuclear fuel assembly with array of revolving sockets | |
RU2399968C2 (en) | Spacer grid for fuel assembly of nuclear reactor | |
EP2710601B1 (en) | Nuclear fuel assembly having varying spacing between fuel rods | |
RU2473989C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
US3746619A (en) | Nuclear reactor fuel element spacer assembly | |
RU2010121168A (en) | DEVICE FOR HOLDING NUCLEAR FUEL PLATES IN A FUEL ASSEMBLY OF A GAS-COOLED FAST REACTOR WITH HIGH-TEMPERATURE GAS COOLING | |
RU2246142C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly (alternatives) | |
RU2461086C2 (en) | Spacer grid of fuel assembly | |
RU2717353C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
RU67760U1 (en) | KINDING LATTICE OF THE FUEL ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR | |
TWI685855B (en) | Fuel assembly for a nuclear boiling water reactor | |
RU2383954C1 (en) | Mixing grid for nuclear reactor fuel assembly | |
JP2006501482A (en) | Boiling water reactor fuel assemblies | |
US10672521B2 (en) | Spacers with deflection-limited peripheral springs for nuclear fuel assemblies and methods of making the same | |
JP2740660B2 (en) | Fuel assembly | |
RU2248050C2 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
US20120155601A1 (en) | Flow tripping device | |
RU79211U1 (en) | KINDING LATTICE OF THE FUEL ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR | |
JP6628789B2 (en) | Fuel assembly for boiling water reactors | |
JP4885266B2 (en) | Fuel assembly | |
KR101194107B1 (en) | Tube support plate of steam generator | |
JP2013140076A (en) | Nuclear fuel assembly for boiling-water reactor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |