RU2462774C2 - Fuel assembly for fast neutron reactor - Google Patents

Fuel assembly for fast neutron reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2462774C2
RU2462774C2 RU2010115578/07A RU2010115578A RU2462774C2 RU 2462774 C2 RU2462774 C2 RU 2462774C2 RU 2010115578/07 A RU2010115578/07 A RU 2010115578/07A RU 2010115578 A RU2010115578 A RU 2010115578A RU 2462774 C2 RU2462774 C2 RU 2462774C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
assembly
protrusions
pipe
supporting
specified
Prior art date
Application number
RU2010115578/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010115578A (en
Inventor
Доминик ЛИМУЗИН (FR)
Доминик ЛИМУЗИН
Original Assignee
Арева Нп
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 Арева Нп filed Critical Арева Нп
Publication of RU2010115578A publication Critical patent/RU2010115578A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2462774C2 publication Critical patent/RU2462774C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02—Fuel elements
    • G21C3/04—Constructional details
    • G21C3/06—Casings; Jackets
    • G21C3/12—Means forming part of the element for locating it within the reactor core
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • 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

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: group of inventions refers to design and erection of fuel assembly 10 for fast neutron nuclear reactor (FNNR) and namely for FNNR using liquid metal as heat carrier, for example sodium. According to this invention, assembly 10 includes pipe 2 with cross section in the form of polygon, which contains a pack of bars inside which there is fissible and/or reproducing material, and six projections each of which is located on one of external edges of the above pipe 2. Besides, assembly 10 includes support element 6 located inside pipe 2 and above the specified pack of bars, where projections 7 are attached to support element 6.
EFFECT: improvement of assembly.
14 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к тепловыделяющей сборке для реактора на быстрых нейтронах (также называемого реактором-размножителем на быстрых нейтронах, РРБН) и в частности к РРБН с жидкометаллическим теплоносителем, например с натриевым теплоносителем.The present invention relates to a fuel assembly for a fast neutron reactor (also referred to as a fast neutron breeder reactor, RBFN), and in particular, RBFN with a liquid metal coolant, for example, sodium coolant.

Результаты Международного форума, посвященного реакторам 4-го поколения, продемонстрировали очевидное возрождение интереса к РРБН.The results of the International Forum on 4th Generation Reactors demonstrated an obvious resurgence of interest in the RBF.

РРБН обычно охлаждаются жидким натрием и изначально получают энергию из плутония. Активная зона РРБН, состоящая: из плутония и природного урана, выполняет две функции:SLFMs are usually cooled by liquid sodium and initially receive energy from plutonium. The core of the RBFN, consisting of: plutonium and natural uranium, has two functions:

- обеспечивает (за счет расщепления плутония) выработку тепла, которое затем преобразуется в электричество;- provides (due to the splitting of plutonium) heat production, which is then converted into electricity;

- превращает природный уран (вещество с низкой способностью к делению) в плутоний (делящееся вещество). РРБН, которые вырабатывают больше плутония, чем потребляют, называются «реакторами с воспроизводством ядерного топлива» или «размножителями».- converts natural uranium (a substance with low fissility) into plutonium (fissile material). RBFs that produce more plutonium than they consume are called “nuclear fuel reproduction reactors” or “multipliers”.

В настоящее время ведутся исследования, цель которых - в дополнение к указанным двум функциям использовать реакторы этого типа для «сжигания» радиоактивных отходов с большим периодом полураспада, трансурановых элементов и актинидов, а также для превращения таких отходов в радиоактивные элементы с малым периодом полураспада.Research is currently underway, the purpose of which is, in addition to the two functions indicated, to use reactors of this type for "burning" radioactive waste with a long half-life, transuranic elements and actinides, as well as for converting such waste into radioactive elements with a short half-life.

Известный вариант тепловыделяющей сборки для активной зоны реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем содержит:A known variant of the fuel Assembly for the active zone of a fast neutron reactor with a sodium coolant contains:

- трубу с сечением в форме правильного шестиугольника, содержащую пучок стержней в оболочке, внутри которых находится делящееся и/или воспроизводящее вещество, где указанные стержни обычно удерживаются на некотором расстоянии друг от друга с помощью спирально намотанной на них стальной проволоки (или решеток);- a pipe with a cross section in the shape of a regular hexagon containing a bunch of rods in the shell, inside of which there is fissile and / or reproducing substance, where these rods are usually held at a certain distance from each other using steel wire (or gratings) spirally wound on them;

- цилиндрическое основание для установки сборки в приемное гнездо, предусмотренное в опорной решетчатой конструкции активной зоны, представляющей собой коллектор подачи холодного натрия, на котором формируется активная зона реактора.- a cylindrical base for installing the assembly in the receiving socket provided in the supporting lattice structure of the active zone, which is a collector of cold sodium supply, on which the reactor core is formed.

В указанных основании и гнездах предусмотрены калиброванные отверстия, благодаря которым возможно обеспечивать необходимое распределение натрия в различных сборках в зависимости от их емкости.In the indicated base and sockets, calibrated holes are provided, due to which it is possible to provide the necessary distribution of sodium in various assemblies depending on their capacity.

Жидкий натриевый теплоноситель циркулирует через сборки в активной зоне; теплоноситель проникает в каждую сборку через отверстия, предусмотренные в основании сборки, и поднимается вверх от основания за счет охлаждения указанных стержней. Очевидно, эти сборки могут выниматься по отдельности и могут выниматься или устанавливаться в опорную решетчатую конструкцию активной зоны в зависимости от рабочих потребностей реактора, в частности для замены топлива в реакторе.Liquid sodium coolant circulates through the assembly in the active zone; the coolant enters each assembly through the holes provided in the base of the assembly, and rises up from the base by cooling said rods. Obviously, these assemblies can be removed separately and can be removed or installed in the supporting lattice structure of the core depending on the operating needs of the reactor, in particular for replacing fuel in the reactor.

Реактивность активной зоны РРБН изменяется в зависимости от объема активной зоны. Между сборками предусмотрены зазоры, позволяющие компенсировать изменение формы шестигранной трубы при работающем реакторе и в условиях радиации. Однако во избежание выхода из-под контроля цепной реакции в результате сжатия активной зоны (например в случае землетрясения) тепловыделяющие сборки оснащаются пластинами (далее также именуемыми «контактами»), расположенными приблизительно напротив верхнего конца топливной зоны, при этом в центре каждой из поперечных граней шестигранной трубы расположено по пластине. Эти пластины позволяют выдерживать зазор между сборками. Между указанными контактами необходим небольшой зазор, обеспечивающий возможность манипулирования сборками при температуре манипулирования (изотермическое состояние достигается обычно при температуре от 180 до 250°C). Благодаря тому, что указанные пластины располагаются в верхней части (или просто вверху) активной зоны, когда активная зона функционирует в режиме выработки энергии, нейтральная плоскость пластин нагревается сильнее, чем опорная решетчатая конструкция активной зоны, что приводит к возникновению эффекта расширения активной зоны при увеличении температуры, что повышает управляемость активной зоны. Фактически указанные пластины расширяются из-за нагрева натрия при прохождении через активную зону; при увеличении мощности нагрев усиливается и приводит к расширению активной зоны и, соответственно, снижению реактивности. Соответственно, в активной зоне наблюдается эффект «накапливания» с увеличением диаметра активной зоны в медианной плоскости. Это явление способствует достижению отрицательного температурного коэффициента, который в свою очередь способствует повышению безопасности реактора.The reactivity of the core of the RBFN varies depending on the volume of the core. Between the assemblies, gaps are provided to compensate for the change in the shape of the hexagonal pipe when the reactor is operating and in radiation conditions. However, in order to avoid getting out of control of the chain reaction as a result of core compression (for example, in the event of an earthquake), the fuel assemblies are equipped with plates (hereinafter also referred to as “contacts”) located approximately opposite the upper end of the fuel zone, with the center of each of the transverse faces the hex pipe is located on the plate. These plates allow you to withstand the gap between the assemblies. Between the indicated contacts, a small gap is required, which makes it possible to manipulate the assemblies at the manipulation temperature (the isothermal state is usually reached at a temperature of from 180 to 250 ° C). Due to the fact that these plates are located in the upper part (or just at the top) of the active zone, when the active zone operates in the energy generation mode, the neutral plane of the plates heats more than the supporting lattice structure of the active zone, which leads to the expansion of the active zone with increasing temperature, which increases the controllability of the core. In fact, these plates expand due to the heating of sodium when passing through the active zone; with an increase in power, heating intensifies and leads to the expansion of the active zone and, accordingly, a decrease in reactivity. Accordingly, in the core there is an effect of “accumulation” with an increase in the diameter of the core in the median plane. This phenomenon contributes to the achievement of a negative temperature coefficient, which in turn helps to increase the safety of the reactor.

Во французских реакторах, например «Rapsodie», «Phenix» или «Superphenix», вышеупомянутые контакты изготовлены в форме пластин, напрессованных на шестигранную трубу сборки.In French reactors, such as Rapsodie, Phenix, or Superphenix, the above contacts are made in the form of plates pressed onto a hexagonal tube assembly.

Однако использование контактов такого типа приводит к определенным осложнениям.However, the use of contacts of this type leads to certain complications.

Пластины, непосредственно впрессованные в толщу трубы, не обеспечивают высокой жесткости, что может привести к значительной упругой деформации. В результате в случае воздействия на активную зону центростремительных сжимающих сил возможно уменьшение ее объема из-за упругой деформации указанных пластин, что приводит к повышению реактивности.Plates directly pressed into the thickness of the pipe do not provide high rigidity, which can lead to significant elastic deformation. As a result, in the case of centripetal compressive forces acting on the active zone, a decrease in its volume is possible due to the elastic deformation of these plates, which leads to an increase in reactivity.

Кроме того, такие пластины обладают ограниченной механической прочностью; соответственно, если нагрузка превысит пороговое значение, существует опасность их пластической деформации. Эта пластическая деформация делает возможным еще большее сжатие активной зоны, создавая опасность выхода цепной реакции из-под контроля.In addition, such plates have limited mechanical strength; accordingly, if the load exceeds the threshold value, there is a danger of their plastic deformation. This plastic deformation makes it possible to further compress the core, creating the danger of the chain reaction getting out of control.

Известное решение проблемы жесткости впрессованных пластин заключается в использовании пластин, спаянных с использованием различных способов пайки. Это решение рассматривалось в рамках проекта «EFR» (европейский реактор на быстрых нейтронах). Спаивание пластин повышает их прочность и препятствует пластической деформации, гарантируя надлежащее поведение сборок в том, что касается сжатия активной зоны и изгиба сборок. Однако следует отметить, что пайка в активной зоне используется редко и, следовательно, ее надежность в активной зоне РРБН не подтверждена.A well-known solution to the problem of stiffness of pressed-in plates is to use plates brazed using various soldering methods. This decision was considered in the framework of the EFR project (European fast neutron reactor). The brazing of the plates increases their strength and prevents plastic deformation, guaranteeing the proper behavior of the assemblies in terms of compression of the core and bending of the assemblies. However, it should be noted that soldering in the core is rarely used and, therefore, its reliability in the core of the RBN is not confirmed.

Еще одно известное решение проблемы жесткости заключается в использовании цельных пластин, полученных одним из следующих способов:Another well-known solution to the problem of stiffness is to use solid plates obtained in one of the following ways:

- из колец, крепящихся на шестигранной трубе винтами (решение, использованное в немецком реакторе SNR 300);- from rings mounted on a hexagonal pipe with screws (solution used in the German SNR 300 reactor);

- путем деформации шестигранной трубы холодным волочением (решение, использованное в японском реакторе «Mon-ju»).- by deformation of the hexagonal pipe by cold drawing (the solution used in the Japanese Mon-ju reactor).

Это решение также обеспечивает повышение жесткости пластин.This solution also provides increased rigidity of the plates.

Однако оба вышеприведенных способа повышения прочности пластин имеют также ряд недостатков.However, both of the above methods of increasing the strength of the plates also have a number of disadvantages.

Большей частью эти недостатки обусловлены сменой материалов, используемых для изготовления сборок и пластин. Изначально для этого использовались аустенитные нержавеющие стали; кроме того, эта разновидность стали использовалась для изготовления опорной решетчатой конструкции активной зоны. Соответственно, конструкционные материалы сборки и опорной решетчатой конструкции активной зоны имели сходные коэффициенты расширения. Однако использование аустенитных нержавеющих сталей для изготовления трубы обычно приводит к значительному расширению сборки, когда доза излучения превышает определенную величину; в свою очередь такое расширение трубы повышает риск изгибают или деформации из-за различного удлинения противоположных граней трубы шестиугольного сечения. Изгибание имеет серьезные последствия, поскольку оно обычно приводит к увеличению или уменьшению сечения канальцев охлаждения определенных стержней и образованию горячих участков. Кроме того, это может привести к заваливанию сборок друг на друга и затруднить извлечение сборок при выгрузке. Во избежание проблем, связанных с изгибанием, в настоящее время для изготовления шестигранных труб сборок РРБН 4-го поколения используется сталь сорта ЕМ10, т.е. ферритно-мартенситная сталь. Хотя использование этого сорта ферритно-мартенситной стали позволяет ограничить проблемы, связанные с расширением стали возле частей, содержащих делящееся вещество (в частности с изгибом головки сборки), оно также приводит к изменению зазора между пластинами сборки в зависимости от изотермического состояния. Так, при переходе от изотермического состояния при температуре 180°C к изотермическому состоянию при 400°C зазор между пластинами заметно увеличивается. Изменение зазора объясняется различиями между сортами стали, из которых изготовлены опорная решетчатая конструкция (аустенитная сталь 316L) и шестигранной трубы, что приводит к различному расширению этих конструкций, поскольку коэффициент расширения аустенитных сталей больше, чем у ферритно-мартенситных сталей. Поскольку манипуляции с тепловыделяющими сборками производятся в изотермическом состоянии при 180°C, между сборками следует предусмотреть достаточные зазоры. Соответственно, при повышении температуры до 400°C для пуска реактора зазоры между сборками будут увеличиваться; в случае, например, землетрясения (или под действием иных внешних механических нагрузок, вызывающих внезапное движение активной зоны реактора) такое увеличение зазора может привести к сжатию активной зоны.For the most part, these shortcomings are due to a change in the materials used to make assemblies and plates. Initially, austenitic stainless steels were used for this; in addition, this type of steel was used to make the supporting lattice structure of the core. Accordingly, the structural materials of the assembly and the supporting lattice structure of the core had similar expansion coefficients. However, the use of austenitic stainless steels for pipe manufacturing usually leads to a significant expansion of the assembly when the radiation dose exceeds a certain value; in turn, such expansion of the pipe increases the risk of bending or deformation due to different elongation of the opposite sides of the pipe of a hexagonal section. Bending has serious consequences, since it usually leads to an increase or decrease in the cross section of the cooling tubules of certain rods and the formation of hot spots. In addition, this can lead to the collapse of assemblies on top of each other and make it difficult to remove assemblies during unloading. To avoid problems associated with bending, steel grade EM10 is currently used for the manufacture of hexagonal pipes of assemblies of the 4th generation RRBN, i.e. ferritic-martensitic steel. Although the use of this grade of ferritic-martensitic steel can limit the problems associated with the expansion of steel near parts containing fissile material (in particular, with the bend of the assembly head), it also leads to a change in the gap between the assembly plates depending on the isothermal state. So, when changing from an isothermal state at a temperature of 180 ° C to an isothermal state at 400 ° C, the gap between the plates noticeably increases. The change in the gap is explained by the differences between the grades of steel from which the supporting lattice structure (austenitic steel 316L) and the hexagonal tube are made, which leads to different expansion of these structures, since the expansion coefficient of austenitic steels is greater than that of ferritic-martensitic steels. Since manipulations with fuel assemblies are carried out in an isothermal state at 180 ° C, sufficient clearances should be provided between assemblies. Accordingly, as the temperature rises to 400 ° C to start the reactor, the gaps between the assemblies will increase; in the case of, for example, an earthquake (or under the influence of other external mechanical loads causing a sudden movement of the reactor core), such an increase in the gap can lead to compression of the core.

Кроме того, увеличение перепада температур между входом и выходом активной зоны реактора позволяет уменьшить зазоры между сборками. Следует отметить, что для труб из ферритно-мартенситной стали эта «выборка» зазора происходит медленнее, чем для труб из аустенитной стали. Соответственно, в случае повышения температуры активной зоны до ненормально высокого значения (например, в случае прекращения охлаждения, обеспечиваемого основным насосом, или отказа средств нормального отвода остаточной мощности) эффект «накапливания» в активной зоне будет менее выраженным и меньше скажется на реактивности; при этом осложнится регулирование реактивности.In addition, an increase in the temperature difference between the inlet and outlet of the reactor core can reduce the gaps between the assemblies. It should be noted that for ferritic-martensitic steel pipes this “sampling” of the gap is slower than for austenitic steel pipes. Accordingly, if the core temperature rises to an abnormally high value (for example, if the cooling provided by the main pump ceases, or the means of normal removal of residual power fail), the accumulation effect in the core will be less pronounced and less affect reactivity; this will complicate the regulation of reactivity.

Кроме того, следует отметить, что технологический процесс, предусматривающий холодное волочение шестигранной трубы, остается достаточно сложным в реализации.In addition, it should be noted that the technological process involving the cold drawing of the hexagonal pipe remains quite difficult to implement.

Принимая во внимание вышесказанное, настоящее изобретение ставит своей целью предложить тепловыделяющую сборку для реактора на быстрых нейтронах, которая позволяла бы избежать проблем, связанных с низкой жесткостью и низкой прочностью пластин, и снизить опасность сжатия активной зоны.In view of the foregoing, the present invention aims to provide a fuel assembly for a fast neutron reactor, which would avoid problems associated with low rigidity and low strength of the plates and reduce the risk of core compression.

Для этих целей согласно настоящему изобретению предлагается тепловыделяющая сборка для реактора на быстрых нейтронах, содержащая:For these purposes, the present invention provides a fuel assembly for a fast neutron reactor, comprising:

- трубу с поперечным сечением в форме многоугольника, содержащую пучок стержней, внутри которых находится делящееся и/или воспроизводящее вещество;- a pipe with a cross-section in the form of a polygon, containing a bunch of rods, inside which is fissile and / or reproducing substance;

- некоторое количество выступов, каждый из которых расположен на одной из наружных граней указанной трубы;- a certain number of protrusions, each of which is located on one of the outer faces of the specified pipe;

причем указанная сборка отличается тем, что она содержит опорный элемент, находящийся внутри указанной трубы и над указанным пучком стержней, где указанные выступы образуют единое целое с указанным опорным элементом, каждый из указанных выступов содержит опорную поверхность и крепится на указанном опорном элементе посредством посадки с внешней стороны указанной трубы, а в указанной трубе для этого предусмотрены отверстия, сквозь которые может проходить опорная поверхность каждого из выступов.wherein said assembly is characterized in that it comprises a support element located inside said pipe and above said bunch of rods, where said protrusions form a single unit with said support element, each of said protrusions comprises a support surface and is attached to said support element by means of an external fit the sides of the specified pipe, and in the specified pipe, holes are provided for this through which the supporting surface of each of the protrusions can pass.

Согласно настоящему изобретению использование внутреннего опорного элемента позволяет создать непрерывную структуру, связывающую пластины, обеспечивающую большую жесткость по сравнению с описанными выше решениями. Кроме того, эта конструкция сохраняет достаточную жесткость при воздействии нагрузок на две противоположные грани или на все грани трубы (в случае шестигранной трубы - на шесть граней).According to the present invention, the use of an internal support element allows you to create a continuous structure connecting the plates, providing greater rigidity compared to the solutions described above. In addition, this design retains sufficient rigidity when exposed to loads on two opposite faces or on all faces of the pipe (in the case of a hexagonal pipe, on six faces).

Кроме того, то, что указанные выступы образуют единое целое с описанной структурой, позволяет существенно повысить прочность, особенно по сравнению с напрессованными пластинами, и позволяет значительно снизить риск пластической деформации.In addition, the fact that these protrusions form a single whole with the described structure can significantly increase the strength, especially compared to the pressed plates, and can significantly reduce the risk of plastic deformation.

Кроме того, благодаря тому, что материал, используемый для изготовления указанного опорного элемента и выступов, обладает более высоким коэффициентом расширения, чем материал трубы, достигается большее расширение частей при повышении температуры теплоносителя во время его прохождения через активную зону (от входа до выхода активной зоны). Материал, используемый для изготовления указанного опорного элемента и выступов может, например, совпадать по химическому составу с материалом опорной решетчатой конструкции активной зоны, так, чтобы зазор между пластинами в изотермическом состоянии оставался постоянным независимо от температуры (что приводит к увеличению зазоров в режиме манипулирования сборками).In addition, due to the fact that the material used for the manufacture of the specified support element and protrusions has a higher expansion coefficient than the pipe material, greater expansion of the parts is achieved with increasing temperature of the coolant during its passage through the active zone (from the entrance to the exit of the active zone ) The material used for the manufacture of the indicated support element and protrusions may, for example, coincide in chemical composition with the material of the supporting lattice structure of the core, so that the gap between the plates in the isothermal state remains constant regardless of temperature (which leads to an increase in the gaps in the assembly manipulation mode )

Тепловыделяющая сборка согласно настоящему изобретению может также обладать одной или несколькими из приведенных ниже характеристик, взятых или индивидуально, или в любых технически допустимых сочетаниях:The fuel assembly according to the present invention may also have one or more of the following characteristics, taken individually or in any technically permissible combinations:

- на нижнем конце сборки согласно настоящему изобретению предусмотрено основание, обеспечивающее позиционирование в приемном гнезде опорной решетчатой конструкции активной зоны; при этом указанные опорный элемент и выступы изготовлены из материала, химический состав которого в целом идентичен составу материала указанной опорной решетчатой конструкции активной зоны;- at the lower end of the assembly according to the present invention, a base is provided for positioning in the receiving socket of the supporting lattice structure of the core; wherein said supporting element and protrusions are made of a material whose chemical composition is generally identical to the composition of the material of said supporting lattice structure of the core;

- указанный опорный элемент и указанные выступы изготовлены из аустенитной стали;- said supporting element and said projections are made of austenitic steel;

- сорт указанной аустенитной стали - 316 L или 316 Ti;- grade specified austenitic steel - 316 L or 316 Ti;

- указанная труба изготовлена из одного из перечисленных ниже материалов:- the specified pipe is made of one of the following materials:

- ферритной стали;- ferritic steel;

- мартенситной стали; ферритно-мартенситной стали;- martensitic steel; ferritic-martensitic steel;

- стали, упрочненной путем обработки дисперсными оксидами, карбидами или нитридами;- steel hardened by treatment with dispersed oxides, carbides or nitrides;

- многоугольное сечение указанной трубы имеет форму шестиугольника;- the polygonal section of the specified pipe has the shape of a hexagon;

- указанный опорный элемент оснащен некоторым количеством брусьев, где конец каждого из таких брусьев составляет единое целое с одним из указанных выступов;- the specified supporting element is equipped with a certain number of bars, where the end of each of these bars is a single unit with one of these protrusions;

- каждый из указанных выступов имеет покрытие поверхности; - каждый из указанных выступов имеет фаску;- each of these protrusions has a surface coating; - each of these protrusions has a chamfer;

- в верхней части сборки согласно настоящему изобретению предусмотрена верхняя нейтронная защита, где указанный опорный элемент расположен под указанной верхней нейтронной защитой;- an upper neutron shield is provided in the upper part of the assembly according to the present invention, wherein said support element is located below said upper neutron shield;

- указанный опорный элемент представляет собой решетку, отверстия которой образуют каналы для циркуляции жидкого теплоносителя в активной зоне указанного ядерного реактора;- the specified supporting element is a lattice, the openings of which form channels for the circulation of the liquid coolant in the active zone of the specified nuclear reactor;

- указанный опорный элемент содержит кольцо, и указанные выступы равномерно распределены вокруг указанного кольца.- the specified supporting element contains a ring, and these protrusions are evenly distributed around the specified ring.

Другим предметом настоящего изобретения является способ монтажа сборки согласно настоящему изобретению, отличающийся тем, что этот способ включает этапы, на которых:Another object of the present invention is a method of mounting an assembly according to the present invention, characterized in that this method comprises the steps of:

- располагают указанный опорный элемент внутри указанной трубы над указанным пучком стержней;- have the specified supporting element inside the specified pipe above the specified bunch of rods;

- закрепляют указанные выступы на указанном опорном элементе путем посадки указанных выступов с внешней стороны указанной трубы; при этом в указанной трубе предусмотрены отверстия, через которые могут проходить опорные поверхности каждого из выступов и которые обеспечивают соединение указанных выступов и опорного элемента.- fix the specified protrusions on the specified supporting element by landing these protrusions on the outside of the specified pipe; at the same time, holes are provided in said pipe through which the supporting surfaces of each of the protrusions can pass and which ensure the connection of said protrusions and the supporting element.

Также предметом настоящего изобретения является реактор на быстрых нейтронах, содержащий:Another subject of the present invention is a fast neutron reactor, comprising:

- активную зону, содержащую тепловыделяющие сборки согласно настоящему изобретению, допускающие охлаждение с помощью теплоносителя;- an active zone containing fuel assemblies according to the present invention, capable of being cooled by a heat carrier;

- опорную решетчатую конструкцию активной зоны, где на нижнем конце каждой из указанных сборок предусмотрено основание, обеспечивающее позиционирование в приемном гнезде указанной опорной решетчатой конструкции активной зоны; при этом указанные опорный элемент и выступы каждой из таких сборок изготовлены из материала, химический состав которого в целом идентичен составу материала указанной опорной решетчатой конструкции активной зоны.- supporting lattice structure of the core, where a base is provided at the lower end of each of these assemblies, which provides positioning in the receptacle of said supporting lattice structure of the core; wherein said supporting element and protrusions of each of such assemblies are made of a material whose chemical composition is generally identical to the composition of the material of the indicated supporting lattice structure of the core.

Прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения очевидным образом следуют из приведенного ниже описания, которое приведено в качестве иллюстрации и никоим образом не ограничивает настоящее изобретение, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:Other characteristics and advantages of the present invention obviously follow from the following description, which is given as an illustration and in no way limits the present invention, with reference to the accompanying drawings, where:

Фиг.1 представляет собой общий вид упрощенного схематического изображения сборки согласно первому варианту настоящего изобретения;Figure 1 is a General view of a simplified schematic illustration of an assembly according to a first embodiment of the present invention;

Фиг.2 представляет собой частично упрощенное схематическое изометрическое изображение сборки, изображенной на фиг.1;Figure 2 is a partially simplified schematic isometric image of the assembly depicted in figure 1;

Фиг.3 представляет собой вид сверху в разрезе сборки, изображенной на фиг.2;Figure 3 is a top view in section of the assembly depicted in figure 2;

Фиг.4 представляет собой вид в поперечном разрезе сборки, изображенной на фиг.2;FIG. 4 is a cross-sectional view of the assembly of FIG. 2;

Фиг.5 представляет собой вид сверху в разрезе сборки согласно второму варианту настоящего изобретения;5 is a top sectional view of an assembly according to a second embodiment of the present invention;

Фиг.6 представляет собой вид сверху в разрезе сборки согласно третьему варианту настоящего изобретения.6 is a top sectional view of an assembly according to a third embodiment of the present invention.

На всех графических материалах общие элементы обозначены одними и теми же номерами. Фиг.1 представляет собой схематическое и упрощенное изображение тепловыделяющей сборки 10 согласно первому варианту настоящего изобретения.On all graphic materials, common elements are indicated by the same numbers. Figure 1 is a schematic and simplified depiction of a fuel assembly 10 according to a first embodiment of the present invention.

Сборка содержит полый наружный трубчатый кожух 2 с вертикальным расположением оси и шестиугольным поперечным сечением, который заканчивается снизу основанием 3. Основание 3 позволяет установить сборку 10 на опорную решетчатую конструкцию активной зоны (не показана) и обеспечивает возможность снабжения сборки жидким металлом через отверстия подачи в опорной решетчатой конструкции активной зоны с помощью устройства создания вакуума (не показано), которое может представлять собой, например, систему мембран, регулирующую падение давления в зависимости от объема, занимаемого данной сборкой в активной зоне реактора.The assembly comprises a hollow outer tubular casing 2 with a vertical axis and a hexagonal cross-section that ends at the bottom with a base 3. The base 3 allows you to install the assembly 10 on the supporting lattice structure of the active zone (not shown) and provides the ability to supply the assembly with molten metal through the feed holes in the supporting lattice structure of the core using a vacuum device (not shown), which can be, for example, a membrane system that regulates the pressure drop in depending on the volume occupied by this assembly in the reactor core.

Кроме того, между трубой 2 и основанием 3 находится цилиндрический концевой элемент 8, сечение которого меньше сечения трубы 2; на указанном концевом элементе 8 предусмотрены брусья 9, образующие выступы, вставляемые в выступающие ограничители трубы 2: эти брусья 9 призваны обеспечить правильную ориентацию сборки 1 при ее помещении в активную зону. В рамках настоящего изобретения возможно также использование других средств обеспечения правильной ориентации.In addition, between the pipe 2 and the base 3 is a cylindrical end element 8, the cross section of which is less than the cross section of the pipe 2; on the specified end element 8, bars 9 are provided, which form protrusions inserted into the protruding stops of the pipe 2: these bars 9 are designed to ensure the correct orientation of the assembly 1 when it is placed in the active zone. It is also possible within the scope of the present invention to use other means of ensuring proper orientation.

Наружный трубчатый кожух 2 содержит (сверху вниз):The outer tubular casing 2 contains (top to bottom):

- верхнюю нейтронную защиту (поз.4 на чертеже призвана схематично отразить размеры указанной верхней нейтронной защиты);- the upper neutron shield (item 4 in the drawing is intended to schematically reflect the dimensions of the specified upper neutron shield);

- топливную зону, образованную пучком стержней в оболочке, содержащих ядерное топливо (поз.5 на чертеже призвана схематично отразить размеры указанного пучка стержней, содержащих делящееся и/или воспроизводящее вещество).- the fuel zone formed by a bunch of rods in the shell containing nuclear fuel (item 5 in the drawing is intended to schematically reflect the dimensions of the specified bunch of rods containing fissile and / or reproducing substance).

Верхняя нейтронная защита предназначена для ограничения потока нейтронов и снижения ущерба, причиняемого различным основным компонентам (в частности заглушке крышки активной зоны, которая содержит контрольно-измерительную аппаратуру активной зоны). Она может представлять собой монолитный элемент, крепящийся к верхнему концу указанной трубы, со сквозным отверстием по центру, сквозь которое могут подаваться жидкий натрий или пучок стержней с карбидом бора.The upper neutron shield is designed to limit the neutron flux and reduce the damage caused to various main components (in particular, the core cover cap, which contains the core control equipment). It can be a monolithic element attached to the upper end of the specified pipe, with a through hole in the center through which liquid sodium or a bunch of rods with boron carbide can be supplied.

Кроме того, сборка 10 содержит:In addition, assembly 10 contains:

- опорный элемент 6, находящийся внутри трубы 2 между верхней нейтронной защитой 4 и пучком топливных стержней 5,- a supporting element 6 located inside the pipe 2 between the upper neutron shield 4 and the bundle of fuel rods 5,

- шесть выступов 7, образующих единое целое с опорным элементом 6, каждый из которых находится практически в центре каждой грани шестигранной трубы.- six protrusions 7, forming a single unit with the supporting element 6, each of which is located practically in the center of each face of the hexagonal pipe.

Опорный элемент 6 и выступы 7 будут описаны более подробно со ссылкой на фиг.2, которая представляет собой вид в изометрической проекции увеличенной части сборки 10 на уровне опорного элемента 6 и выступов 7, а также со ссылкой на фиг.3 и 4, которые представляют собой, соответственно, вид сверху в разрезе и поперечное сечение увеличенной части, изображенной на фиг.2. Следует отметить, что брусья 9 для позиционирования на фиг.2-4 не показаны.The support member 6 and the protrusions 7 will be described in more detail with reference to FIG. 2, which is an isometric view of an enlarged portion of the assembly 10 at the level of the support member 6 and the protrusions 7, and also with reference to FIGS. 3 and 4, which represent itself, respectively, a top view in section and a cross section of the enlarged part depicted in figure 2. It should be noted that the bars 9 for positioning in figure 2-4 are not shown.

Опорный элемент 6 представляет собой решетку, имеющую снаружи в целом двенадцатигранную форму, ось которой совпадает с осью шестигранной трубы 2. Опорный элемент 6 содержит:The supporting element 6 is a lattice having a generally twelve-sided shape on the outside, the axis of which coincides with the axis of the hexagonal pipe 2. The supporting element 6 contains:

- центральную часть 11, имеющую в целом цилиндрическую форму, в которой предусмотрено сквозное центральное отверстие 12 (центральное отверстие 12 предназначено для ограничения тепловой нагрузки на конструкцию, обусловленной высокой температурой в центре сборки, а также рассеянием энергии в материале при работающем реакторе);- the Central part 11, which is generally cylindrical in shape, in which a through central hole 12 is provided (the central hole 12 is designed to limit the heat load on the structure due to the high temperature in the center of the assembly, as well as energy dissipation in the material when the reactor is running);

- шесть брусьев 13, соединяющих центральную часть 11 со всеми сторонами двенадцатигранника.- six bars 13 connecting the central part 11 with all sides of the dodecahedron.

На конце каждого из этих шести брусьев 13 предусмотрена охватываемая опорная поверхность 14, имеющая форму полного цилиндра.At the end of each of these six bars 13, there is provided a male bearing surface 14 having the shape of a full cylinder.

Опорная решетка 6 также содержит шесть поперечных отверстий 15 (расположенных между двумя соседними брусьями 13), обеспечивающих достаточное сечение для циркуляции жидкого натрия и ограничивающих потери давления. В предпочтительном варианте опорная решетка 6 и отверстия в ней могут иметь конфигурацию, способствующую перемешиванию жидкого натрия при прохождении теплоносителя сквозь указанную решетку.The support grid 6 also contains six transverse holes 15 (located between two adjacent bars 13), providing a sufficient section for the circulation of liquid sodium and limiting pressure loss. In a preferred embodiment, the support lattice 6 and the holes in it may have a configuration that facilitates mixing of liquid sodium as the coolant passes through the specified lattice.

Каждый из чуть выпуклых выступов 7 выступает на одну из граней шестигранной трубы 2. Для указанных выступов может быть предусмотрена обработка поверхности, например алюминиевое покрытие, обеспечивающая защиту выступов 7 от заклинивания в процессе манипулирования сборкой и во время работы реактора.Each of the slightly convex protrusions 7 protrudes onto one of the faces of the hexagonal pipe 2. For these protrusions, a surface treatment, for example, an aluminum coating, can be provided to protect the protrusions 7 from jamming during manipulation of the assembly and during operation of the reactor.

Каждый из выступов 7 также содержит:Each of the protrusions 7 also contains:

- охватывающую опорную поверхность 17, содержащую выемку, обеспечивающую возможность соединения охватывающей опорной поверхности 17 и охватываемой опорной поверхности 14 каждого из брусьев 13;- covering the supporting surface 17, containing a recess, providing the ability to connect the female supporting surface 17 and the male supporting surface 14 of each of the bars 13;

- фаску 16 для манипуляционной нагрузки: фаски 16 улучшают контакт между двумя соседними выступами, принадлежащими двум соседним тепловыделяющим сборкам, во время установки, удаления и изменения положения сборок.- chamfer 16 for handling load: chamfers 16 improve contact between two adjacent protrusions belonging to two adjacent fuel assemblies during installation, removal and repositioning of assemblies.

Охватывающая опорная поверхность 17 и охватываемая опорная поверхность 14 могут быть зафиксированы различными известными способами, например с использованием пайки или какого-либо механического процесса (например, навинчивания ограничителя). Кроме того, фиксацию можно осуществить, воспользовавшись штифтом-заклепкой, деформированным путем обжатия.The female bearing surface 17 and the male bearing surface 14 can be fixed by various known methods, for example using soldering or some kind of mechanical process (for example, screwing a stopper). In addition, fixing can be done using a rivet pin deformed by crimping.

Следует заметить, что диаметр охватывающей опорной поверхности 17 меньше диаметра части выступа 7, выходящей на наружную поверхность трубы 2. Настоящее изобретение также предусматривает использование выемки 18, которая позволяет повысить качество опорной поверхности указанных выступов и одновременно уменьшить высоту решетки 6 (уменьшается поверхность сопряжения охватываемой опорной поверхности 14 и охватывающей опорной поверхности 17).It should be noted that the diameter of the female bearing surface 17 is less than the diameter of the portion of the protrusion 7 extending to the outer surface of the pipe 2. The present invention also provides for the use of a recess 18, which improves the quality of the bearing surface of these protrusions and at the same time reduces the height of the grating 6 (the mating surface of the male bearing surface 14 and the surrounding supporting surface 17).

Каждый из выступов 7 может быть, например, получен следующим образом:Each of the protrusions 7 can be, for example, obtained as follows:

- изначально выступ представляет собой необработанный полный цилиндр, диаметр которого в целом соответствует диаметру выступа (размер выступа 7 добавляется к размеру фаски 16),- initially the protrusion is an untreated full cylinder, the diameter of which generally corresponds to the diameter of the protrusion (the size of the protrusion 7 is added to the size of the chamfer 16),

- выполняется выточка, образующая охватывающую опорную поверхность 17 выступа;- a groove is made, forming a covering supporting surface 17 of the protrusion;

- вытачивается выемка 18;- the recess 18 is machined;

- вытачивается фаска 16.- chamfer 16 is machined.

Создание единой структуры, образованной выступами 7, образующими единое целое с опорным элементом 6, позволяет гарантировать высокую жесткость сборки, так как структура, соединяющая два различных выступа, является непрерывной. Эта жесткость важна в случае воздействия нагрузок на две грани трубы 2 или в случае воздействия нагрузок на все шесть граней трубы 2. В отличие от, например, напрессовываемых пластин, известных в данной отрасли техники, конструкция согласно настоящему изобретению обладает намного большей прочностью и препятствует пластической деформации выступов.The creation of a single structure formed by the protrusions 7, forming a single whole with the support element 6, can guarantee high rigidity of the Assembly, since the structure connecting two different protrusions is continuous. This stiffness is important in the case of loads on two faces of pipe 2 or in the case of loads on all six faces of pipe 2. Unlike, for example, compression plates known in the art, the structure according to the present invention has much greater strength and prevents plastic deformation of the protrusions.

Шестигранная труба 2 изготавливается из стали, что позволяет, во-первых, ограничить эффект расширения сталей под действием потока нейтронов (изгиб головки сборки) и, во-вторых, повысить срок службы сборки. Могут применяться ферритные, ферритно-мартенситные и мартенситные стали с содержанием хрома 8-20%; например, могут использоваться, кроме прочих, следующие сорта сталей: ЕМ10, T91, T92, Р92, P911, EM12, VM12.The hexagonal tube 2 is made of steel, which allows, firstly, to limit the effect of expansion of steel under the action of a neutron flux (bending of the assembly head) and, secondly, to increase the service life of the assembly. Ferritic, ferritic-martensitic and martensitic steels with a chromium content of 8-20% can be used; for example, the following grades of steels can be used, among others: EM10, T91, T92, P92, P911, EM12, VM12.

Кроме того, могут использоваться ферритные или ферритно-мартенситные стали, упрочненные следующими способами:In addition, ferritic or ferritic-martensitic steels can be used, hardened in the following ways:

- путем обработки дисперсными оксидами: ODS (упрочнение дисперсными оксидами);- by treatment with dispersed oxides: ODS (hardening with dispersed oxides);

- путем обработки дисперсными карбидами: CDS (упрочнение дисперсными карбидами);- by treatment with dispersed carbides: CDS (hardening with dispersed carbides);

- путем обработки дисперсными нитридами: NDS (упрочнение дисперсными нитридами).- by treatment with dispersed nitrides: NDS (hardening with dispersed nitrides).

Опорный элемент 6 и выступы 7 изготавливаются из аустенитных сталей, например, из сортов холоднотянутой стали 316 Ti или 316 L. В предпочтительном варианте коэффициент расширения материала, используемого для изготовления опорного элемента 6 и выступов 7, больше коэффициента расширения материала, используемого для изготовления трубы 2, за счет чего достигается большее расширение частей при повышении температуры во время прохождения через активную зону (от входа до выхода активной зоны).The supporting element 6 and the protrusions 7 are made of austenitic steels, for example, grades of cold drawn steel 316 Ti or 316 L. In the preferred embodiment, the expansion coefficient of the material used for the manufacture of the supporting element 6 and the protrusions 7 is greater than the expansion coefficient of the material used for the manufacture of pipe 2 due to which a greater expansion of the parts is achieved with increasing temperature during passage through the active zone (from the entrance to the exit of the active zone).

В предпочтительном варианте опорный элемент 6 и пластины 7 изготавливаются из материала, химический состав которого аналогичен составу материала опорной решетчатой конструкции активной зоны, что позволяет, во-первых, сохранять постоянный зазор между пластинами соседних сборок в изотермическом состоянии, а также увеличенный зазор в режиме манипулирования сборками и, во-вторых, обеспечить большее расширение частей при повышении температуры (при линейном изменении мощности, соответствующем увеличению перепада температур между входом и выходом активной зоны) во время прохождения натрия через активную зону.In a preferred embodiment, the supporting element 6 and the plate 7 are made of a material whose chemical composition is similar to the material of the supporting lattice structure of the core, which allows, firstly, to maintain a constant gap between the plates of adjacent assemblies in an isothermal state, as well as an increased gap in the manipulation mode assemblies and, secondly, to provide greater expansion of the parts with increasing temperature (with a linear change in power, corresponding to an increase in the temperature difference between the input and Exit core) during the passage of sodium through the core.

Труба 2 также может быть изготовлена из аустенитной стали; в этом случае структура, образованная опорным элементом 6 и выступами 7, имеет существенные преимущества в плане повышения жесткости и прочности выступов.Pipe 2 can also be made of austenitic steel; in this case, the structure formed by the supporting element 6 and the protrusions 7 has significant advantages in terms of increasing the stiffness and strength of the protrusions.

Следует также отметить, что в случае размещения опорного элемента 6 между пучком топливных стержней и верхней нейтронной защитой, как, например, показано на фиг.1, верхняя нейтронная защита может быть соединена с опорным элементом 6. Другие конфигурации сборки позволяют использовать опорный элемент 6 для соединения структурных элементов.It should also be noted that if the support element 6 is placed between the fuel rod bundle and the upper neutron shield, as, for example, shown in FIG. 1, the upper neutron shield can be connected to the support element 6. Other assembly configurations allow the use of the support element 6 for connections of structural elements.

Фиг.5 представляет собой вид сверху в разрезе сборки 100 согласно второму варианту настоящего изобретения;5 is a top sectional view of an assembly 100 according to a second embodiment of the present invention;

Сборка 100 в целом идентична сборке 10, изображенной на фиг.1-4, за исключением того, что у нее отсутствуют брусья 13.The assembly 100 is generally identical to the assembly 10 shown in FIGS. 1-4, except that it does not have bars 13.

Сборка 100 содержит:Assembly 100 contains:

- опорный элемент 106, находящийся внутри шестигранной трубы 102 над пучком топливных стержней;- a support member 106 located inside the hex pipe 102 above the fuel rod bundle;

- шесть выступов 107, образующих единое целое с опорным элементом 106 и расположенных на каждой из граней шестигранной трубы 102;- six protrusions 107 forming a single unit with the support element 106 and located on each of the faces of the hexagonal pipe 102;

- шесть брусьев 109, предназначенных для ориентирования сборки.- six bars 109, designed to orient the assembly.

Опорный элемент 106 представляет собой кольцо, имеющее в целом двенадцатигранную форму, ось которого совпадает с осью шестигранной трубы 102. Опорный элемент 106 содержит шесть охватываемых опорных поверхностей 114, имеющих форму полных цилиндров и предназначенных для крепления на выступах 107.The support element 106 is a ring having a generally twelve-sided shape, the axis of which coincides with the axis of the hexagonal pipe 102. The support element 106 comprises six male support surfaces 114 having the shape of full cylinders and intended for mounting on the protrusions 107.

Каждый из выступов 107 выступает из одной из граней шестигранной трубы 102 и также содержит:Each of the protrusions 107 protrudes from one of the faces of the hexagonal pipe 102 and also contains:

- охватывающую опорную поверхность 117, содержащую выемку, обеспечивающую возможность фиксированного соединения охватывающей опорной поверхности 117 и охватываемой опорной поверхности 114 кольца 106;- covering the supporting surface 117, containing a recess, allowing fixed connection of the female supporting surface 117 and the male bearing surface 114 of the ring 106;

- фаску 116, предназначенную для манипуляционной нагрузки.- chamfer 116, designed for handling load.

Фиг.6 представляет собой вид сверху в разрезе сборки 200 согласно третьему варианту настоящего изобретения;6 is a top sectional view of an assembly 200 according to a third embodiment of the present invention;

Сборка 200 содержит:Assembly 200 contains:

- звездообразный опорный элемент 206, находящийся внутри шестигранной трубы 202 над пучком топливных стержней;- a star-shaped support element 206 located inside the hexagonal tube 202 above the bundle of fuel rods;

- шесть выступов 207, образующих единое целое с опорным элементом 206 и расположенных на каждой из граней шестигранной трубы 202;- six protrusions 207, forming a single unit with the support element 206 and located on each of the faces of the hexagonal pipe 202;

- шесть брусьев 209, предназначенных для ориентирования сборки.- six bars 209, designed to orient the assembly.

Опорный элемент 206 содержит:The supporting element 206 contains:

- центральную часть 211, имеющую в целом цилиндрическую форму, в которой предусмотрено сквозное центральное отверстие 212, предназначенное для ограничения тепловой нагрузки на конструкцию, обусловленной высокой температурой в центре сборки;- the Central part 211, having a generally cylindrical shape, in which there is a through central hole 212, designed to limit the thermal load on the structure due to the high temperature in the center of the assembly;

- шесть брусьев 213.- six bars 213.

На конце каждого из этих шести брусьев 213 предусмотрена охватываемая опорная поверхность 214, имеющая форму полного цилиндра.At the end of each of these six bars 213, a male supporting surface 214 having the shape of a full cylinder is provided.

Каждый из выступов 207 выступает из одной грани шестигранной трубы 102.Each of the protrusions 207 protrudes from one face of the hex pipe 102.

Каждый из выступов 207 также содержит:Each of the protrusions 207 also contains:

- охватывающую опорную поверхность 217, содержащую выемку, обеспечивающую возможность фиксированного соединения охватывающей опорной поверхности 217 и охватываемой опорной поверхности 214 каждого из брусьев 213,- covering the supporting surface 217 containing a recess, providing the possibility of a fixed connection of the covering supporting surface 217 and the covered supporting surface 214 of each of the bars 213,

- фаску 216, предназначенную для манипуляционной нагрузки.- chamfer 216, designed for handling loads.

Материалы, используемые для изготовления сборок 100 и 200, изображенных на фиг.5 и 6, аналогичны материалам, описанным для первого варианта изобретения, изображенного на фиг.1-4.The materials used to make the assemblies 100 and 200 shown in FIGS. 5 and 6 are similar to the materials described for the first embodiment of the invention shown in FIGS. 1-4.

Кроме того, различные преимущества сборки, описанной со ссылкой на первый вариант изобретения, также относятся к вариантам, изображенным на фиг.5 и 6.In addition, various advantages of the assembly described with reference to the first embodiment of the invention also apply to the embodiments depicted in FIGS. 5 and 6.

В каждом из описанных вариантов монтаж выступов начинается с установки опорного элемента (решеткообразного 6, кольцеобразного 106 или звездообразного 206) в шестигранной трубе на требуемой высоте с последующей фиксацией указанных выступов на опорном элементе путем посадки каждого из этих выступов с внешней стороны трубы. Для этого в трубе предусмотрены отверстия, в которые могут входить охватывающие опорные поверхности, соответствующие каждому из выступов. Такой процесс монтажа гарантирует высокую стабильность конструкции сборки, образованной с помощью опорного элемента и выступов.In each of the described options, the installation of the protrusions begins with the installation of the support element (lattice-like 6, ring-shaped 106 or star-shaped 206) in the hexagonal pipe at the required height, followed by fixing these protrusions on the support element by fitting each of these protrusions from the outside of the pipe. To do this, holes are provided in the pipe, into which female supporting surfaces corresponding to each of the protrusions can enter. This installation process ensures high stability of the assembly structure formed by the support element and protrusions.

Размеры указанных выступов подбираются таким образом, чтобы гарантировать надлежащий контакт между ними.The dimensions of these protrusions are selected so as to guarantee proper contact between them.

Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается описанным выше вариантом.Of course, the present invention is not limited to the embodiment described above.

Выше в качестве иллюстрации описаны три варианта изобретения, однако, настоящее изобретение относится к любым видам опор, обеспечивающим непрерывность структуры, соединяющей выступы.Three variations of the invention are described above to illustrate, however, the present invention relates to any kind of support providing continuity of the structure connecting the protrusions.

Кроме того, двенадцатигранная форма опорных элементов 6 и 106 не является ограничивающей, и могут быть использованы другие формы опор (например, круглая).In addition, the twelve-sided shape of the support elements 6 and 106 is not restrictive, and other forms of supports (for example, round) can be used.

И наконец, любые описанные средства могут быть заменены эквивалентными.Finally, any described means can be replaced by equivalent ones.

Claims (14)

1. Топливная сборка (10, 100, 200) для реактора на быстрых нейтронах, содержащая:
трубу (2, 102, 202) с поперечным сечением в форме многоугольника, содержащую пучок стержней, внутри которых находится делящееся и/или воспроизводящее вещество;
некоторое количество выступов (7, 107, 207), где каждый из выступов (7, 107, 207) расположен на одной из наружных граней указанной трубы (2, 102, 202),
при этом указанная сборка (10, 100, 200) отличается тем, что она содержит опорный элемент (6, 106, 206), находящийся внутри указанной трубы (2, 102, 202) и над указанным пучком стержней, где указанные выступы (7, 107, 207) образуют единое целое с указанным опорным элементом (6, 106, 206), каждый из указанных выступов (7, 107, 207) содержит опорную поверхность (17, 117, 217) и крепится на указанном опорном элементе (6, 106, 206) посредством посадки с внешней стороны указанной трубы (2, 102, 202), а в указанной трубе (2, 102, 202) для этого предусмотрены отверстия, сквозь которые может проходить опорная поверхность (17, 117, 217) каждого из выступов (7, 107, 207).1. Fuel assembly (10, 100, 200) for a fast neutron reactor, containing:
a pipe (2, 102, 202) with a cross-section in the form of a polygon, containing a bunch of rods, inside which is fissile and / or reproducing substance;
a number of protrusions (7, 107, 207), where each of the protrusions (7, 107, 207) is located on one of the outer faces of the pipe (2, 102, 202),
wherein said assembly (10, 100, 200) is characterized in that it contains a support element (6, 106, 206) located inside the specified pipe (2, 102, 202) and above the specified bunch of rods, where these protrusions (7, 107, 207) form a single unit with the specified supporting element (6, 106, 206), each of these protrusions (7, 107, 207) contains a supporting surface (17, 117, 217) and is mounted on the specified supporting element (6, 106 , 206) by landing from the outside of the specified pipe (2, 102, 202), and in the specified pipe (2, 102, 202), holes are provided for this through which the support can pass the surface (17, 117, 217) of each of the protrusions (7, 107, 207). 2. Сборка (10) по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что на нижнем конце сборки согласно настоящему изобретению предусмотрено основание (3), обеспечивающее позиционирование в приемном гнезде опорной решетчатой конструкции активной зоны; при этом указанные опорный элемент и выступы изготовлены из материала, химический состав которого в целом идентичен составу материала указанной опорной решетчатой конструкции активной зоны.2. The assembly (10) according to the preceding paragraph, characterized in that at the lower end of the assembly according to the present invention, a base (3) is provided for positioning in the receiving socket of the supporting lattice structure of the core; wherein said supporting element and protrusions are made of a material whose chemical composition is generally identical to the composition of the material of the indicated supporting lattice structure of the core. 3. Сборка (10, 100, 200) по п.1, отличающаяся тем, что указанный опорный элемент (6, 106, 206) и указанные выступы (7, 107, 207) изготовлены из аустенитной стали.3. Assembly (10, 100, 200) according to claim 1, characterized in that said support element (6, 106, 206) and said projections (7, 107, 207) are made of austenitic steel. 4. Сборка (10, 100, 200) по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что сорт указанной аустенитной стали - 316 L или 316 Ti.4. Assembly (10, 100, 200) according to the preceding paragraph, characterized in that the grade of said austenitic steel is 316 L or 316 Ti. 5. Сборка (10, 100, 200) по п.1, отличающаяся тем, что указанная труба (2, 102, 202) изготовлена из одного из перечисленных ниже материалов:
ферритной стали;
мартенситной стали;
ферритно-мартенситной стали;
стали, упрочненной путем обработки дисперсными оксидами, карбидами или нитридами.5. Assembly (10, 100, 200) according to claim 1, characterized in that said pipe (2, 102, 202) is made of one of the following materials:
ferritic steel;
martensitic steel;
ferritic-martensitic steel;
steel hardened by treatment with dispersed oxides, carbides or nitrides. 6. Сборка (10, 100, 200) по п.1, отличающаяся тем, что указанное многоугольное сечение указанной трубы (2, 102, 202) имеет форму шестиугольника.6. Assembly (10, 100, 200) according to claim 1, characterized in that said polygonal section of said pipe (2, 102, 202) has the shape of a hexagon. 7. Сборка (10, 200) по п.1, отличающаяся тем, что указанный опорный элемент (6, 206) оснащен некоторым количеством брусьев (13, 213), где конец каждого из таких брусьев (13, 213) составляет единое целое с одним из указанных выступов (7, 207).7. Assembly (10, 200) according to claim 1, characterized in that said supporting element (6, 206) is equipped with a certain number of bars (13, 213), where the end of each of these bars (13, 213) is integral with one of these protrusions (7, 207). 8. Сборка (10, 100, 200) по п.1, отличающаяся тем, что каждый из указанных выступов (7, 107, 207) имеет покрытие поверхности.8. Assembly (10, 100, 200) according to claim 1, characterized in that each of these protrusions (7, 107, 207) has a surface coating. 9. Сборка (10, 100, 200) по п.1, отличающаяся тем, что каждый из указанных выступов (7, 107, 207) имеет фаску (16, 116, 216).9. Assembly (10, 100, 200) according to claim 1, characterized in that each of these protrusions (7, 107, 207) has a chamfer (16, 116, 216). 10. Сборка (10) по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части сборки предусмотрена верхняя нейтронная защита (4), где указанный опорный элемент (6) расположен под указанной верхней нейтронной защитой (4).10. Assembly (10) according to claim 1, characterized in that an upper neutron shield (4) is provided in the upper part of the assembly, where said support element (6) is located under said upper neutron shield (4). 11. Сборка (10) по п.1, отличающаяся тем, что указанный опорный элемент представляет собой решетку (6), сквозные отверстия (15) в которой образуют каналы для циркуляции жидкого теплоносителя в активной зоне указанного ядерного реактора.11. Assembly (10) according to claim 1, characterized in that said support element is a lattice (6), through holes (15) in which form channels for circulation of the liquid coolant in the active zone of the specified nuclear reactor. 12. Сборка (100) по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что указанный опорный элемент (106) содержит кольцо, при этом каждый из указанных выступов (107) равномерно распределен вокруг указанного кольца (106).12. Assembly (100) according to one of claims 1 to 10, characterized in that said support element (106) comprises a ring, wherein each of said protrusions (107) is evenly distributed around said ring (106). 13. Способ монтажа сборки по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что этот способ включает этапы, на которых:
располагают указанный опорный элемент (6, 106, 206) внутри указанной трубы (2, 102, 202) над указанным пучком стержней,
закрепляют указанные выступы (7, 107, 207) на указанном опорном элементе (6, 106, 206) путем посадки указанных выступов с внешней стороны указанной трубы; при этом в указанной трубе предусмотрены отверстия, через которые могут проходить опорные поверхности каждого из выступов и которые обеспечивают соединение указанных выступов и опорного элемента (6, 106, 206).13. The method of mounting the assembly according to one of claims 1 to 12, characterized in that this method includes the steps in which:
having said support element (6, 106, 206) inside said pipe (2, 102, 202) above said bunch of rods,
fixing said protrusions (7, 107, 207) on said supporting element (6, 106, 206) by fitting said protrusions from the outside of said pipe; at the same time, holes are provided in the specified pipe through which the supporting surfaces of each of the protrusions can pass and which ensure the connection of these protrusions and the supporting element (6, 106, 206). 14. Реактор на быстрых нейтронах, содержащий:
активную зону, содержащую тепловыделяющие сборки по одному из пп.1-12, допускающие охлаждение с помощью теплоносителя;
опорную решетчатую конструкцию активной зоны, где на нижнем конце каждой из указанных сборок предусмотрено основание, обеспечивающее позиционирование в приемном гнезде указанной опорной решетчатой конструкции активной зоны; при этом указанные опорный элемент и выступы каждой из таких сборок изготовлены из материала, химический состав которого в целом идентичен составу материала указанной опорной решетчатой конструкции. 14. A fast neutron reactor containing:
an active zone containing fuel assemblies according to one of claims 1 to 12, allowing cooling with a coolant;
supporting lattice structure of the core, where a base is provided at the lower end of each of said assemblies to provide positioning in the receptacle of said supporting lattice structure of the core; wherein said supporting element and protrusions of each of such assemblies are made of a material whose chemical composition is generally identical to the composition of the material of said supporting lattice structure.
RU2010115578/07A 2007-09-21 2008-09-08 Fuel assembly for fast neutron reactor RU2462774C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0757745A FR2921509B1 (en) 2007-09-21 2007-09-21 COMBUSTIBLE ASSEMBLY FOR FAST NEUTRON NUCLEAR REACTOR
FR0757745 2007-09-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010115578A RU2010115578A (en) 2011-10-27
RU2462774C2 true RU2462774C2 (en) 2012-09-27

Family

ID=39410181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010115578/07A RU2462774C2 (en) 2007-09-21 2008-09-08 Fuel assembly for fast neutron reactor

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5377497B2 (en)
FR (1) FR2921509B1 (en)
RU (1) RU2462774C2 (en)
WO (1) WO2009044061A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648693C1 (en) * 2014-12-19 2018-03-28 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Fuel assembly for a fast-neutron nuclear reactor with a liquid sodium coolant, comprising casing containing removable attached upper neutron protection device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3040234B1 (en) * 2015-08-21 2019-10-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives ASSEMBLY FOR RNR-NA TYPE NUCLEAR REACTOR, HAVING A BOX PROVIDED WITH ENHANCED STIFFNESS SPACER PLATES
RU2755683C1 (en) * 2021-03-15 2021-09-20 Акционерное общество «АКМЭ-инжиниринг» Nuclear reactor core fuel assembly
RU2761857C1 (en) * 2021-07-29 2021-12-13 Акционерное общество «АКМЭ-инжиниринг» Nuclear reactor core

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306938A (en) * 1978-02-03 1981-12-22 Hitachi, Ltd. Reactor core element with pad
RU2001124691A (en) * 2001-09-06 2003-05-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Fuel Assembly and Core of a Water-Water Nuclear Reactor
JP2006145506A (en) * 2004-11-25 2006-06-08 Nuclear Fuel Ind Ltd Fuel assembly for fast fission reactor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS514231A (en) * 1974-06-29 1976-01-14 Toyota Motor Co Ltd Suiseitoryono tosohoho
GB1497053A (en) * 1975-06-24 1978-01-05 Atomic Energy Authority Uk Liquid metal cooled nuclear reactors
JPS59187285A (en) * 1983-04-08 1984-10-24 日本核燃料開発株式会社 Nuclear fuel assembly
JP3370756B2 (en) * 1993-12-20 2003-01-27 東京電力株式会社 Method for geological disposal of radioactive contaminants and method for transporting buffer material compacts
RU2216056C2 (en) * 2001-09-06 2003-11-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Fuel assembly and core of water-cooled nuclear reactor
RU2223557C2 (en) * 2002-01-21 2004-02-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Nuclear reactor fuel assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306938A (en) * 1978-02-03 1981-12-22 Hitachi, Ltd. Reactor core element with pad
RU2001124691A (en) * 2001-09-06 2003-05-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Fuel Assembly and Core of a Water-Water Nuclear Reactor
RU2002101993A (en) * 2002-01-21 2003-08-20 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Nuclear reactor fuel assembly
JP2006145506A (en) * 2004-11-25 2006-06-08 Nuclear Fuel Ind Ltd Fuel assembly for fast fission reactor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648693C1 (en) * 2014-12-19 2018-03-28 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Fuel assembly for a fast-neutron nuclear reactor with a liquid sodium coolant, comprising casing containing removable attached upper neutron protection device

Also Published As

Publication number Publication date
FR2921509B1 (en) 2014-11-21
JP2010539505A (en) 2010-12-16
WO2009044061A1 (en) 2009-04-09
FR2921509A1 (en) 2009-03-27
RU2010115578A (en) 2011-10-27
JP5377497B2 (en) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101911211B (en) Nuclear reactor (variants), fuel assembly consisting of driver-breeding modules for nuclear reactor (variants) and fuel cell for fuel assembly
US4285769A (en) Control cell nuclear reactor core
US4655995A (en) Reversible BWR fuel assembly and method of using same
US20210343431A1 (en) Reflectors for molten chloride fast reactors
EP2077560B1 (en) A fuel element, a fuel assembly and a method of using a fuel assembly
US4420458A (en) Nuclear fuel assembly with coolant conducting tube
US4357298A (en) Nuclear fuel assembly space arrangement
EP3622535B1 (en) Annular nuclear fuel pellets with discrete burnable absorber pins
EP2997578B1 (en) Nuclear fuel assembly design
JPS60100792A (en) Fuel aggregate for nuclear reactor
RU2462774C2 (en) Fuel assembly for fast neutron reactor
WO2020214873A1 (en) Molten metal fuel buffer in fission reactor and method of manufacture
EP2088600A1 (en) Core of a boiling water reactor
US20090196391A1 (en) Core of a Boiling Water Reactor
JP4970871B2 (en) Boiling water type light water reactor core
US3753856A (en) Core clamping system for a nuclear reactor
JPS60244892A (en) Nuclear fuel aggregate
US5809101A (en) Handle unit for a fuel assembly in a nuclear reactor and fuel assembly having modified channel
CA2307402C (en) Modular fuel element adaptable to different nuclear power plants with cooling channels
RU2242810C2 (en) Fuel assembly for water-moderated water-cooled reactor
KR101071287B1 (en) Internal structure of wire spring type spacer grid
EP1012851B1 (en) Nuclear fuel assembly
EP4141890A1 (en) Fuel element for a water-cooled water-moderated nuclear reactor
JP6621610B2 (en) Initial loading core of boiling water reactor
RU2248630C2 (en) Fuel assembly of water-moderated water-cooled reactor