RU2419898C1 - Support grid for fuel assembly of nuclear reactor - Google Patents
Support grid for fuel assembly of nuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419898C1 RU2419898C1 RU2010105328/07A RU2010105328A RU2419898C1 RU 2419898 C1 RU2419898 C1 RU 2419898C1 RU 2010105328/07 A RU2010105328/07 A RU 2010105328/07A RU 2010105328 A RU2010105328 A RU 2010105328A RU 2419898 C1 RU2419898 C1 RU 2419898C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- round holes
- designed
- arcs
- support grid
- 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
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), используемым, преимущественно, для реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000.The invention relates to nuclear energy, and in particular to elements of a fuel assembly (fuel assembly), used mainly for VVER-440, VVER-1000 reactors.
Из уровня техники известна опорная решетка ВВЭР-440, например, 445.20.030-04, имеющая 102 отверстия в форме «гантели» для протока теплоносителя, 12 отверстий диаметром 5,9 min и 24 полуотверстия по контуру опорной решетки для протока теплоносителя. Отверстия типа «гантель» образованы двумя отверстиями радиусом 2,95 min, соединенным отверстием, шириной 5 min. Отверстия для установки твэлов и центральной трубы имеют диаметр 5+0.1, причем по контуру каждой грани шестигранной опорной решетки расположены по семь отверстий для нижних заглушек твэлов (см. Дементьев Б.Д. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990, с.31-35) [1]. В опорной решетке РК-3 ВВЭР-440 часть отверстий под твэлы используются для установки несущих труб.The VVER-440 support lattice is known from the prior art, for example, 445.20.030-04, having 102 “dumbbell” holes for the heat carrier flow, 12 holes with a diameter of 5.9 min and 24 half-holes along the contour of the support lattice for the heat carrier flow. Holes of the “dumbbell" type are formed by two holes with a radius of 2.95 min, connected by a hole with a width of 5 min. The holes for the installation of the fuel rods and the central pipe have a diameter of 5 +0.1 , and along the contour of each face of the hexagonal support grid there are seven holes for the bottom plugs of the fuel rods (see Dementiev B.D. Nuclear Power Reactors. M .: Energoatomizdat, 1990, p. 31-35) [1]. In the support grid RK-3 VVER-440, part of the holes for the fuel rods are used to install the supporting pipes.
Недостатком данной решетки является возникающая анизотропия конструкции опорной решетки, вызванная формой и расположением отверстий для протока теплоносителя относительно продольной оси твэлов (тепловыделяющих элементов), снижающая ее прочность и жесткость; существенное отличие конфигурации отверстий для прохода теплоносителя от элементарной ячейки пучка твэлов, несимметричное их расположение относительно оси твэла, вызывающее возмущение потока теплоносителя при выходе его из опорной решетки в пространство между твэлами; использование низкопроизводительной технологии фрезерования для выполнения отверстий для протока теплоносителя.The disadvantage of this lattice is the resulting anisotropy of the design of the support lattice, caused by the shape and location of the holes for the coolant duct relative to the longitudinal axis of the fuel rods (fuel elements), reducing its strength and rigidity; a significant difference in the configuration of the holes for the coolant passage from the unit cell of the fuel rod bundle, their asymmetric arrangement relative to the axis of the fuel rod, causing a disturbance in the coolant flow when it leaves the support grid into the space between the fuel rods; the use of low-performance milling technology to make holes for the coolant duct.
Из уровня техники известна опорная решетка для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, выполненная в виде перфорированной пластины, имеющей круглые отверстия, по меньшей мере, часть которых предназначена для установки в них наконечников твэлов, и отверстия, предназначенные для прохода теплоносителя, имеющие форму шестиугольника, каждая из трех сторон которого, обращенных к таким же отверстиям, параллельна линии, соединяющей центры соседних цилиндрических отверстий, а каждая из трех других сторон, обращенных к цилиндрическим отверстиям, образована дугой окружности, концентричной соседнему круглому отверстию, при этом отверстия для прохода теплоносителя равномерно расположены вокруг цилиндрических отверстий (см. RU 2308775 С1, опубл. 20.10.2007 [2]).The prior art support grid for a fuel assembly of a nuclear reactor, made in the form of a perforated plate having round holes, at least part of which is designed to install the tips of the fuel rods, and holes designed to pass the coolant, having the shape of a hexagon, each of three sides of which facing the same holes are parallel to the line connecting the centers of adjacent cylindrical holes, and each of the three other sides facing the cylindrical holes pits formed by a circular arc concentric with the adjacent round opening, the coolant passage holes uniformly disposed around the cylindrical openings (see. RU 2308775 C1, publ. 20.10.2007 [2]).
Недостатками аналога является сложная форма отверстий для протока теплоносителя и малая толщина перемычек между этими отверстиями, вызывающая трудности при изготовлении ее с использованием высокопроизводительных технологий литья, лазерной и водоабразивной резки.The disadvantages of the analogue are the complex shape of the holes for the coolant duct and the small thickness of the jumpers between these holes, which causes difficulties in its manufacture using high-performance casting, laser and water-jet cutting technologies.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является опорная решетка ТВС, в которой отверстия для протока теплоносителя выполнены круглой формы или треугольными с закругленными углами, расположенными симметрично относительно круглых отверстий под нижние заглушки твэлов и трубчатых каналов в количестве шести штук вокруг каждого из них, при этом по периферии каждой грани шестигранной нижней опорной решетки расположены по одиннадцать отверстий для нижних заглушек тепловыделяющих элементов, образующих перпендикулярно с противоположной гранью шестигранной нижней опорной решетки параллельные между собой ряды чередующихся отверстий для нижних заглушек тепловыделяющих элементов и спаренных через перемычку оснований круглых отверстий или треугольных отверстий с закругленными углами для протока теплоносителя (см. RU 2248050 С2, опубл. 10.03.2005 [3]). Данная опорная решетка имеет более равномерное распределение напряженно-деформированного состояния (НДС) по сравнению с известной из [1], имеющей существенную анизотропию.The closest analogue to the present invention is the support lattice of the fuel assembly, in which the holes for the coolant duct are made round or triangular with rounded corners, symmetrically relative to the round holes for the bottom caps of the fuel rods and tubular channels in the amount of six pieces around each of them, while The periphery of each face of the hexagonal lower support grid has eleven holes for the lower plugs of the fuel elements forming perpendicular to the opposite face of the hexagonal bottom support grid parallel rows of alternating holes for the bottom plugs of the fuel elements and the bases of the round holes or triangular holes with rounded corners for the heat carrier duct paired through the jumper (see RU 2248050 C2, publ. 10.03.2005 [3]). This support lattice has a more uniform distribution of the stress-strain state (SSS) in comparison with the known one from [1], which has significant anisotropy.
Однако технологичность этой решетки очень низка, т.к. из-за еще более малой толщины перемычек между отверстиями, чем в опорной решетке [2], она может быть выполнена только фрезерованием и не позволяет использовать по этой причине высокопроизводительные технологии литья, лазерной и водоабразивной резки.However, the manufacturability of this grate is very low, because due to the even smaller thickness of the jumpers between the holes than in the support grid [2], it can be performed only by milling and does not allow the use of high-performance casting, laser and water-jet cutting technologies for this reason.
Задачей настоящего изобретения является создание высокотехнологичной опорной решетки, имеющей за счет изменения формы и расположения отверстий для прохода теплоносителя достаточно высокую прочность и жесткость с возможностью изготовления ее как по существующей технологии, так и с использованием высокопроизводительных технологий литья, лазерной и водоабразивной резки.The objective of the present invention is to provide a high-tech support lattice having, by changing the shape and location of the openings for the coolant passage, sufficiently high strength and rigidity with the possibility of manufacturing it both according to existing technology and using high-performance casting, laser and water-jet cutting technologies.
Задача решается тем, что опорная решетка для тепловыделяющей сборки ядерного реактора выполнена в виде перфорированной пластины с круглыми отверстиями, расположенными по треугольной сетке, по меньшей мере, часть из которых предназначена для установки в них наконечников твэлов, и с отверстиями для прохода теплоносителя, каждое из которых образовано тремя дугами окружностей радиуса R, концентричными трем соседним круглым отверстиям и сопряженными дугами окружностей, радиус которых находится в диапазоне S/2 - R до S/30,5 - R, где S - расстояние между центрами круглых отверстий, при этом отверстия для прохода теплоносителя равномерно расположены по три штуки вокруг круглых отверстий. Часть круглых отверстий предназначена для размещения направляющих каналов или несущих труб, а центральное круглое отверстие предназначено для размещения центральной трубы.The problem is solved in that the support lattice for the fuel assembly of a nuclear reactor is made in the form of a perforated plate with round holes located on a triangular grid, at least some of which are designed to install the tips of the fuel rods, and with holes for the passage of coolant, each of which are formed by three arcs of circles of radius R, concentric to three adjacent circular holes and conjugate arcs of circles whose radius is in the range S / 2 - R to S / 3 0.5 - R, where S is the distance I wait for the centers of the round holes, while the holes for the passage of the coolant are evenly distributed in three pieces around the round holes. Part of the round holes is designed to accommodate the guide channels or supporting pipes, and the central round hole is designed to accommodate the central pipe.
В предлагаемой решетке за счет формы и расположения отверстий количество перемычек уменьшается, а толщина перемычек соответственно увеличивается и превышает толщину перемычек наиболее близкого аналога более чем в 2 раза, что обеспечивает ей достаточную прочность и жесткость, а также возможность изготовления ее как по существующей технологии сверлением при сохранении технологических допусков, так и с использованием высокопроизводительных технологий литья, лазерной и водоабразивной резки.In the proposed lattice, due to the shape and location of the holes, the number of jumpers decreases, and the thickness of the jumpers increases and exceeds the thickness of the jumpers of the closest analogue by more than 2 times, which provides it with sufficient strength and rigidity, as well as the possibility of manufacturing it as per the existing technology by drilling at maintaining technological tolerances, and using high-performance technologies of casting, laser and water-jet cutting.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена предлагаемая опорная решетка, а на фиг.2 - увеличенный фрагмент центральной части решетки.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the proposed support lattice, and figure 2 is an enlarged fragment of the Central part of the lattice.
Опорная решетка для тепловыделяющей сборки ядерного реактора выполнена, например, методом литья в виде шестигранной перфорированной пластины 1, в которой выполнены круглые отверстия 2 и 3, расположенные по треугольной сетке, и отверстия 4 для прохода теплоносителя.The support lattice for the fuel assembly of a nuclear reactor is made, for example, by casting in the form of a hexagonal perforated plate 1, in which there are round holes 2 and 3 located on a triangular grid, and holes 4 for the passage of coolant.
Опорная решетка может также быть изготовлена лазерной резкой, или водоабразивной резкой, или сверлением.The support grid can also be made by laser cutting, or water abrasive cutting, or drilling.
Одна часть круглых отверстий предназначена для установки в них наконечников твэлов, а другая часть круглых отверстий предназначена для размещения направляющих каналов или несущих труб. Центральное круглое отверстие 2 предназначено для размещения в нем центральной несущей трубы.One part of the round holes is designed to install the tips of the fuel rods, and the other part of the round holes is designed to accommodate the guide channels or supporting pipes. The central circular hole 2 is designed to accommodate a central support pipe.
Отверстия 4 для прохода теплоносителя равномерно расположены по три штуки вокруг круглых отверстий 2, 3, и каждое их них образовано тремя дугами окружностей радиуса R, концентричными трем соседним круглым отверстиям 3 и сопряженными дугами 5 окружностей, радиус которых находится в диапазоне от S/2 - R до S/30,5 - R, где S - расстояние между центрами круглых отверстий.The holes 4 for the coolant passage are uniformly arranged in three pieces around round holes 2, 3, and each of them is formed by three arcs of circles of radius R, concentric three adjacent circular holes 3 and conjugate arcs 5 of circles whose radius is in the range from S / 2 - R to S / 3 0.5 - R, where S is the distance between the centers of the round holes.
Для анализа динамических характеристик конструкции использовался метод ударного возбуждения, который позволяет одновременно получать частотные спектры внешнего воздействия (силы) и отклика (ускорения) точек изделия от приложенной силы. Колебания, создаваемые при ударе, представляют собой кратковременный процесс передачи энергии. Спектр ударной силы получается непрерывным, с максимальной амплитудой при 0 Гц и с последующим ее уменьшением с ростом частоты. Это позволяет проводить одновременное возбуждение конструкции во всем частотном диапазоне (зависящем от характеристик бойка ударного молотка).To analyze the dynamic characteristics of the structure, we used the method of shock excitation, which allows us to simultaneously obtain the frequency spectra of the external influence (force) and response (acceleration) of the product points from the applied force. The oscillations created upon impact are a short-term process of energy transfer. The spectrum of the impact force is continuous, with a maximum amplitude at 0 Hz and its subsequent decrease with increasing frequency. This allows for simultaneous excitation of the structure in the entire frequency range (depending on the characteristics of the hammer hammer).
Результаты испытаний и расчетов собственных частот колебаний и отношения жесткостей приведены в таблице.The results of tests and calculations of natural frequencies of oscillations and stiffness ratios are given in the table.
Из таблицы видно, что предлагаемая опорная решетка по жесткости уступает решетке [2], а следовательно, и близкому аналогу [3], однако имеет достаточную жесткость и прочность по сравнению с решеткой [1], долгое время использовавшейся в серийном производстве.The table shows that the proposed support lattice in terms of stiffness is inferior to the lattice [2], and therefore, to a close analogue [3], however, it has sufficient rigidity and strength compared to the lattice [1], which has long been used in mass production.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105328/07A RU2419898C1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Support grid for fuel assembly of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105328/07A RU2419898C1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Support grid for fuel assembly of nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2419898C1 true RU2419898C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44734960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010105328/07A RU2419898C1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Support grid for fuel assembly of nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419898C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3007174A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Otkritoye akcionernoe obshchestvo "Mashinostroitelny zavod" | Fuel element support and debris filtering lattice for a nuclear fuel assembly |
| CN112792744A (en) * | 2020-12-29 | 2021-05-14 | 中核建中核燃料元件有限公司 | Water jet cutting manufacturing method for connecting handle |
-
2010
- 2010-02-16 RU RU2010105328/07A patent/RU2419898C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3007174A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Otkritoye akcionernoe obshchestvo "Mashinostroitelny zavod" | Fuel element support and debris filtering lattice for a nuclear fuel assembly |
| CN112792744A (en) * | 2020-12-29 | 2021-05-14 | 中核建中核燃料元件有限公司 | Water jet cutting manufacturing method for connecting handle |
| CN112792744B (en) * | 2020-12-29 | 2023-02-10 | 中核建中核燃料元件有限公司 | Water jet cutting manufacturing method for connecting handle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100887054B1 (en) | Reduced Pressure Drop Debris Filter Bottom Nozzle For A Fuel Assembly Of A Nuclear Reactor | |
| RU2389090C2 (en) | Support grate of fuel assembly in nuclear reactor | |
| EP2123977B1 (en) | Tube support plate of steam generator | |
| RU2742042C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
| EP2642488B1 (en) | Bottom nozzle filter device and debris-resistant bottom nozzle using the device | |
| CN102651242B (en) | The anti-foreign matter plate of light-water reactor nuclear fuel assembly and bottom device | |
| RU2419898C1 (en) | Support grid for fuel assembly of nuclear reactor | |
| CN103903656A (en) | Reactor internals of pressurized water nuclear reactor | |
| EP3596735B1 (en) | Nuclear fuel assembly debris filtering bottom nozzle | |
| RU94043U1 (en) | SUPPORT GRILLE FOR FUEL ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR | |
| CN102651243B (en) | A kind of bottom nozzle and bottom device | |
| JPH03255984A (en) | Fuel assembly for boiling water reactor | |
| RU2473989C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
| RU78360U1 (en) | SUPPORT GRILLE OF THE NUCLEAR REACTOR FUEL ASSEMBLY | |
| CN202615804U (en) | Lower tube base and bottom device | |
| RU2610913C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
| US20090274261A1 (en) | Steam dryer | |
| CN202563901U (en) | Foreign matter prevention board and bottom device of light-water reactor nuclear fuel assembly | |
| RU113402U1 (en) | FILTER CARRIER FOR FUEL ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR | |
| RU2380772C1 (en) | Anti-debris filter of hea (heat emanating assembly) | |
| RU2308775C1 (en) | Supporting grid for nuclear reactor fuel assembly | |
| RU2477537C1 (en) | Fuel assembly of nuclear reactor | |
| EA201700569A1 (en) | THERMAL DETECTIVE ASSEMBLY OF A NUCLEAR REACTOR | |
| RU2010133629A (en) | FILTER SUPPORT GRILL FOR FUEL-ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR | |
| RU2364962C1 (en) | Baffle plate of nuclear reactor fuel assembly |