RU2638647C2 - Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions) - Google Patents

Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2638647C2
RU2638647C2 RU2016117416A RU2016117416A RU2638647C2 RU 2638647 C2 RU2638647 C2 RU 2638647C2 RU 2016117416 A RU2016117416 A RU 2016117416A RU 2016117416 A RU2016117416 A RU 2016117416A RU 2638647 C2 RU2638647 C2 RU 2638647C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
elements
rim
hexagonal
fuel
Prior art date
Application number
RU2016117416A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016117416A (en
Inventor
Игорь Владимирович Евстигнеев
Владимир Алексеевич Кострицын
Михаил Игоревич Колосов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод"
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 Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" filed Critical Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод"
Priority to RU2016117416A priority Critical patent/RU2638647C2/en
Publication of RU2016117416A publication Critical patent/RU2016117416A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2638647C2 publication Critical patent/RU2638647C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

FIELD: electricity-producing industry.
SUBSTANCE: invention relates to the constructions of the spacer and mixing grids of the nuclear power reactors fuel assembly. The grid construction provides for availability of the rim and the stack of the intercrossing plates in the shape of lines that are linked to each other and to the rim at crossing areas and that form the field of nests for the fuel elements and the fuel assembly supporting elements sinking, at least some nests are hexagonal made. The construction also provides for the availability of the triangular nests for the heat carrier passage that are adjacent to the hexagonal nests. On the triangular nests ends there are mixing laminar deflectors that are turned towards the triangular nests. The nests' field is designed as the full metal matrix of the comb type with the rounded openings in the cross-section for the supporting elements sinking, with the hexagonal section openings for the fuel elements sinking, with the triangular section openings for the heat carrier passage. Along with this, the mixing deflectors are implemented on the end of one of the triangular opening facets with the tilt inward the triangular opening.
EFFECT: nuclear power reactor fuel assembly grids design simplification.
4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к атомной технике, в частности к конструкциям дистанционирующих и перемешивающих решеток тепловыделяющих сборок (ТВС) энергетических ядерных реакторов.The invention relates to nuclear technology, in particular to the designs of spacer and mixing grids of fuel assemblies (FAs) of nuclear power reactors.

В конструкции ТВС основными узлами являются пучок тепловыделяющих элементов (твэл), головка и хвостовик.In the design of fuel assemblies, the main nodes are a bunch of fuel elements (fuel elements), a head and a shank.

Твэлы, как правило, закреплены в опорной плите хвостовика и имеют возможность температурного и радиационного расширения вдоль ТВС; при этом твэлы дистанционируются между собой за счет их упругого подпружинивания и фиксирования в ячейках дистанционирующих решеток (ДР), расположенных по длине ТВС.The fuel rods are usually fixed in the base plate of the shank and have the possibility of temperature and radiation expansion along the fuel assemblies; in this case, the fuel rods are spaced apart due to their elastic springing and fixing in the cells of the spacing grids (DR) located along the length of the fuel assembly.

Для достижения выравнивания энтальпии в активной зоне реактора между менее нагруженными и более нагруженными областями в конструкциях ТВС применяются устройства для перемешивания теплоносителя - перемешивающие решетки (ПР) с дефлекторами для турбулизации потока теплоносителя, расположенные по длине ТВС.In order to achieve equalization of the enthalpy in the reactor core between less loaded and more loaded areas in the fuel assembly designs, devices for mixing the coolant are used - mixing grids (PR) with deflectors for turbulence of the coolant flow located along the length of the fuel assembly.

Известна конструкция перемешивающей и дистанционирующей решетки, разработанная для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, которая имеет управляющую потоком конструкцию, состоящую из ленточных элементов с устройством для турбулизации потока, внутрь которой устанавливается дистанционирующее устройство, состоящее из ячеек, в которых фиксируются твэлы (патент ЕР 0795177 B1, G21C 3/322, 25.08.99).A known design of a mixing and spacing grid designed for the fuel assembly of a nuclear reactor, which has a flow control structure consisting of tape elements with a device for turbulent flow, into which a spacing device consisting of cells in which fuel elements are fixed (patent EP 0795177 B1, G21C 3/322, 08.25.99).

Управляющая потоком конструкция (перемешивающая решетка) содержит набор ленточных элементов (пластин), расположенных крестообразно, на торцах которых выполнены дефлекторы для турбулизации потока теплоносителя; при этом пластины закреплены на ободе перемешивающей решетки. Внутри перемешивающей решетки установлено поле ячеек, предназначенное для дистанционирования твэлов и закрепленное на ободе перемешивающей решетки.The flow control structure (mixing lattice) contains a set of tape elements (plates) arranged crosswise, at the ends of which deflectors are made to turbulence the coolant flow; while the plates are mounted on the rim of the mixing lattice. Inside the mixing lattice, a cell field is installed for spacing the fuel rods and mounted on the rim of the mixing lattice.

Известна конструкция дистанционирующей и перемешивающей решетки, разработанная для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, которая содержит опоясывающий обод и три группы взаимно пересекающихся и параллельных между собой в каждой группе полос, снабженных прорезями в местах пересечения, при этом полосы закреплены на ободе. При пересечении полос образуются ячейки в форме шестигранной фигуры с вогнутыми гранями с чередованием через одну для дистанционирования твэлов, а также смежные с ними трехгранные ячейки в форме выпуклого треугольника и трехгранные ячейки в форме правильного равностороннего треугольника, на одной из граней которого выполнены дефлекторы - лопатки трапецеидальной формы, предназначенные для перемешивания теплоносителя (патент RU 2249865 C1, G21C 3/34, 3/352, 09.09.2003).A known design of the spacer and mixing lattice, designed for the fuel assembly of a nuclear reactor, which contains a girdle rim and three groups of mutually intersecting and parallel to each other in each group of bands equipped with slots at the intersection, while the strip is fixed to the rim. When the stripes intersect, cells are formed in the form of a hexagonal figure with concave faces alternating through one to span fuel rods, as well as adjacent trihedral cells in the form of a convex triangle and trihedral cells in the form of a regular equilateral triangle, on one of whose faces deflectors are made - trapezoidal scapula forms intended for mixing the coolant (patent RU 2249865 C1, G21C 3/34, 3/352, 09.09.2003).

Известна конструкция дистанционирующей решетки шестиугольной формы для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, которая состоит из фигурных ячеек, соединенных между собой контактной точечной сваркой, центральной ячейки для крепления ДР к центральной трубе ТВС и обода. Для обеспечения фиксации твэлов в ячейках ДР в местах контакта с твэлом выполнены выступы к центру ячейки (Крамеров А.Я. Вопросы конструирования ядерных реакторов. - М.: Атомиздат, 1971).A known design of a hexagonal spacer lattice for a fuel assembly of a nuclear reactor, which consists of curly cells interconnected by spot welding, a central cell for attaching the DR to the central fuel assembly tube and rim. To ensure the fixation of the fuel rods in the DR cells at the points of contact with the fuel rod, protrusions were made to the center of the cell (A.Ya. Kramerov. Questions of designing nuclear reactors. - M .: Atomizdat, 1971).

Известна конструкция дистанционирующей решетки шестиугольной формы для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, содержащая группы взаимно пересекающихся параллельных пластин, расположенных в один ярус и образующих шестиугольные ячейки для размещения твэлов, расположенные по правильной треугольной сетке, и треугольные ячейки, расположенные между шестиугольными (патент RU 2518058 C1, G21C 3/00, 10.06.2014).A known design of a hexagonal spacer lattice for a fuel assembly of a nuclear reactor, containing groups of mutually intersecting parallel plates arranged in one tier and forming hexagonal cells for placing fuel rods located on a regular triangular grid, and triangular cells located between hexagonal (patent RU 2518058 C1, G21C 3/00, 06/10/2014).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения (вариант перемешивающей решетки) является конструкция перемешивающей решетки, разработанная для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, которая содержит обод и набор взаимно пересекающихся пластин в форме полос, соединенных между собой и с ободом в местах пересечения, образующих поле ячеек для размещения твэлов и опорных элементов тепловыделяющей сборки, по меньшей мере часть которых выполнена шестигранными, и смежных с шестигранными ячейками трехгранных ячеек для прохода теплоносителя, на торцах которых выполнены отогнутые в сторону трехгранных ячеек перемешивающие пластинчатые дефлекторы (патент RU 2383954 C1, G21C 3/32, 10.03.2010).The closest analogue of the claimed invention (mixing lattice variant) is a mixing lattice design designed for a fuel assembly of a nuclear reactor, which contains a rim and a set of mutually intersecting plates in the form of strips connected to each other and with the rim at the intersections forming the field of cells for placing fuel elements and supporting elements of the fuel assembly, at least part of which is made hexagonal, and adjacent to the hexagonal cells of the trihedral cells for the passage of heat rer, which are made at the ends bent toward the trihedral cells mixing plate deflectors (Patent RU 2,383,954 C1, G21C 3/32, 10.03.2010).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения (вариант дистанционирующей решетки) является конструкция дистанционирующей решетки, содержащая обод и фигурные ячейки, соединенные между собой по сопрягаемым поверхностям, причем на сопрягаемых поверхностях выполнены монтажные площадки для соединения фигурных ячеек (патент RU 2256960 C1, G21C 3/34, 21/00, 20.07.2005).The closest analogue of the claimed invention (a spacer grid variant) is a spacer grid construction comprising a rim and curly cells interconnected along mating surfaces, and mounting surfaces for connecting curly cells are made on mating surfaces (patent RU 2256960 C1, G21C 3/34, 21/00, 07/20/2005).

Недостатком данных конструктивных решений является:The disadvantage of these design solutions is:

- сложность конструкции ПР и ДР, которая обусловлена наличием большого количества комплектующих элементов (пластин или ячеек) различной конфигурации и необходимостью их соединения посредством сварки или пайки;- the complexity of the design of PR and DR, which is due to the presence of a large number of component elements (plates or cells) of various configurations and the need for their connection by welding or soldering;

- необходимость создания и применения для изготовления комплектующих элементов ПР и ДР большого количества специальной оснастки и для сборки и соединения данных элементов специального оборудования.- the need to create and use for the manufacture of components of PR and DR a large number of special equipment and for the assembly and connection of these elements of special equipment.

Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованной перемешивающей (дистанционирующей) решетки, которая закрепляется на опорных элементах конструкции пучка ТВС.The present invention is the creation of an improved mixing (distance) lattice, which is fixed on the supporting structural elements of the bundle of the fuel assembly.

В результате решения данной задачи возможно получение новых технических и технологических результатов, заключающихся в возможности снижения уровня сложности конструкции ПР и ДР, а значит в возможности внедрения высокопроизводительных и более эффективных технологических циклов изготовления ПР и ДР.As a result of solving this problem, it is possible to obtain new technical and technological results, consisting in the possibility of reducing the level of complexity of the design of PR and DR, and therefore the possibility of introducing high-performance and more efficient technological cycles of manufacturing PR and DR.

Данные технические результаты достигаются вариантами конструкции:These technical results are achieved by design options:

- перемешивающей решетки (вариант 1);- mixing lattice (option 1);

- дистанционирующей решетки (вариант 2).- distance grid (option 2).

Перемешивающая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора (вариант 1) содержит обод и набор взаимно пересекающихся пластин в форме полос, соединенных между собой и с ободом в местах пересечения, образующих поле ячеек для проходки твэлов и опорных элементов тепловыделяющей сборки, по меньшей мере часть которых выполнена шестигранными, и смежных с шестигранными ячейками трехгранных ячеек для прохода теплоносителя, на торцах которых выполнены отогнутые в сторону трехгранных ячеек перемешивающие пластинчатые дефлекторы, согласно изобретению поле ячеек выполнено в виде цельнометаллической матрицы сотового типа со скругленными отверстиями в поперечном сечении для проходки опорных элементов, с отверстиями шестигранного профиля для проходки твэлов, с отверстиями трехгранного профиля для прохода теплоносителя, причем перемешивающие дефлекторы выполнены на торце одной из граней трехгранного отверстия с наклоном внутрь трехгранного отверстия.The mixing lattice of the fuel assembly of a nuclear reactor (option 1) contains a rim and a set of mutually intersecting plates in the form of strips connected to each other and to the rim at the intersections, forming a field of cells for driving fuel elements and supporting elements of the fuel assembly, at least some of which are made hexagonal , and adjacent to the hexagonal cells of the trihedral cells for the passage of the coolant, at the ends of which are made bent towards the trihedral cells mixing plate deflectors, according to and Upon acquiring the cell field, it is made in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type with rounded holes in the cross section for driving support elements, with hexagonal holes for fuel rods, with triangular holes for coolant passage, and mixing deflectors are made at the end of one of the faces of a triangular hole with a slope inside the trihedral hole.

Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора (вариант 2) содержит обод и набор ячеек, соединенных между собой и с ободом по сопрягаемым поверхностям, расположенных по гексагональной схеме и образующих поле ячеек для проходки твэлов и опорных элементов тепловыделяющей сборки, имеющих каждая шестигранную форму с упорными элементами для твэла, образованных выпуклостями на гранях ячейки внутрь нее, согласно изобретению поле ячеек выполнено в виде цельнометаллической матрицы сотового типа с фигурными отверстиями в поперечном сечении для проходки опорных элементов, с отверстиями фигурного шестигранного профиля для проходки твэлов с выполненными на стенках отверстий упорными элементами для твэла выпуклостями внутрь отверстия и расположенными через 120 градусов друг от друга.The spacer grid of the fuel assembly of a nuclear reactor (option 2) contains a rim and a set of cells connected to each other and to the rim along mating surfaces arranged in a hexagonal pattern and forming a field of cells for the passage of fuel rods and supporting elements of the fuel assembly having each hexagonal shape with thrust elements for a fuel rod formed by bulges on the edges of the cell inside it, according to the invention, the cell field is made in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type with figured holes in pepper section for sinking the reference elements with holes figure hexagonal profile for the penetration of fuel rods with holes made on the walls of the abutment elements for the fuel element bulges into the holes and spaced 120 degrees apart.

Отличительная особенность настоящего изобретения состоит в том, что поле ячеек ПР или ДР образовано совокупностью перемычек цельнометаллической матрицы, непрерывно переходящих друг в друга и создающих заданную конфигурацию поперечного сечения ячеек различного профиля.A distinctive feature of the present invention is that the field of PR or DR cells is formed by a combination of jumpers of an all-metal matrix, continuously passing into each other and creating a given cross-sectional configuration of cells of various profiles.

Данное техническое решение позволяет применить для изготовления ПР и ДР высокопроизводительный и безотходный метод послойного нанесения исходного материала с использованием современных 3D-принтеров; при этом отпадает необходимость изготовления большого количества комплектующих деталей ПР и ДР и их соединения посредством сварки или пайки.This technical solution allows you to apply for the manufacture of PR and DR high-performance and waste-free method of layer-by-layer application of source material using modern 3D-printers; this eliminates the need for the manufacture of a large number of component parts PR and DR and their connection by welding or soldering.

Обод перемешивающей и дистанционирующей решеток представляет собой обечайку, внутри которой размещено поле ячеек в виде цельнометаллической матрицы, соединенное с ободом посредством сварки или пайки; при этом целесообразно с целью повышения технологичности изготовления перемешивающей и дистанционирующей решеток обод выполнять из шести отдельных секторов.The rim of the mixing and spacing grids is a shell, inside which there is a cell field in the form of an all-metal matrix, connected to the rim by welding or soldering; it is advisable to increase the manufacturability of manufacturing mixing and spacing grids, the rim is made of six separate sectors.

Как вариант поле ячеек и обод перемешивающей и дистанционирующей решеток могут быть выполнены совместно в виде цельнометаллической матрицы сотового типа.Alternatively, the cell field and the rim of the mixing and spacing grids can be made together in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type.

Предлагаемое техническое решение поясняется графически.The proposed technical solution is illustrated graphically.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема ПР существующей конструкции, на фиг. 1а показан фрагмент поля ячеек ПР, выполненный из набора пересекающихся пластин.In FIG. 1 is a schematic diagram of the PR of the existing structure; FIG. 1a shows a fragment of a field of PR cells made of a set of intersecting plates.

На фиг. 2 изображена ПР предложенной конструкции (вариант 1), на фиг. 2а показан фрагмент цельнометаллической матрицы поля ячеек ПР, на фиг. 2б показан фрагмент цельнометаллической ПР с выполненным совместно полем ячеек и ободом.In FIG. 2 shows the PR of the proposed design (option 1), FIG. 2a shows a fragment of an all-metal matrix of a field of PR cells; in FIG. 2b shows a fragment of an all-metal PR with a jointly made field of cells and a rim.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема ДР существующей конструкции, на фиг. 3а показан фрагмент поля ячеек ДР, выполненный из набора ячеек, изготовленных из труб-заготовок.In FIG. 3 is a schematic diagram of the DR of the existing structure; FIG. Figure 3a shows a fragment of the field of DR cells made of a set of cells made from blank tubes.

На фиг. 4 изображена ДР предложенной конструкции (вариант 2), на фиг. 4а показан фрагмент цельнометаллической матрицы поля ячеек ДР и поперечное сечение Б-Б упорного элемента для твэла, на фиг. 4б показан фрагмент цельнометаллической ДР с выполненным совместно полем ячеек и ободом.In FIG. 4 shows the DR of the proposed design (option 2), FIG. 4a shows a fragment of an all-metal matrix of a field of DR cells and a cross-section BB of a thrust element for a fuel element, FIG. 4b shows a fragment of an all-metal DR with a joint field of cells and a rim.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Вариант 1Option 1

Перемешивающая решетка (ПР) (см. фиг. 2) содержит шестигранный обод 1, внутри которого размещена цельнометаллическая матрица 2 поля ячеек ПР, соединенная с гранями обода посредством сварки или пайки.The mixing lattice (PR) (see Fig. 2) contains a hexagonal rim 1, inside of which there is an all-metal matrix 2 of the field of PR cells connected to the faces of the rim by welding or soldering.

Поле ячеек (см. фиг. 2, 2а) содержит фрагменты гексагональной структуры из шестигранных ячеек 3 для свободного прохода твэлов и смежных с ними трехгранных ячеек 4. На одной из граней трехганных ячеек выполнены пластинчатые дефлекторы 5 предпочтительно трапецеидальной формы, отогнутые внутрь ячейки 4. Ячейки 6 для прохода опорных элементов конструкции ТВС выполнены в форме фигурной окружности.The cell field (see Fig. 2, 2a) contains fragments of a hexagonal structure of hexagonal cells 3 for free passage of fuel rods and adjacent trihedral cells 4. On one of the faces of the trihedral cells there are plate deflectors 5, preferably trapezoidal, bent inside the cell 4. Cell 6 for the passage of the supporting structural elements of the fuel assembly is made in the shape of a curly circle.

Обод 1 представляет собой обечайку (см. фиг. 2), имеющую шесть граней. Обод может быть выполнен из шести отдельных пластин-секторов.The rim 1 is a shell (see Fig. 2) having six faces. The rim can be made of six separate sector plates.

Как вариант (см. фиг. 2б) ПР может быть выполнена в виде цельнометаллической матрицы с единым полем ячеек 7 и ободом 8.As an option (see Fig. 2b), the PR can be made in the form of an all-metal matrix with a single field of cells 7 and a rim 8.

Вариант 2Option 2

Дистанционирующая решетка (ДР) (см. фиг. 4) содержит шестигранный обод 9, внутри которого размещена цельнометаллическая матрица 10 поля ячеек ДР, соединенная с гранями обода посредством сварки или пайки.The distance grid (DR) (see Fig. 4) contains a hexagonal rim 9, inside of which there is an all-metal matrix 10 of the field of DR cells connected to the faces of the rim by welding or soldering.

Поле ячеек (см. фиг. 4, 4а) содержит фрагменты гексагональной структуры из фигурных отверстий 11 в поперечном сечении для проходки опорных элементов, отверстий 12 фигурного шестигранного профиля для проходки твэлов с выполненными на стенках отверстий упорными элементами 13 для твэла выпуклостями внутрь отверстия и расположенными через 120 градусов друг от друга.The cell field (see Figs. 4, 4a) contains fragments of a hexagonal structure from figured holes 11 in cross section for driving support elements, holes 12 of a figured six-sided hexagonal profile for driving fuel elements with thrust elements 13 for fuel elements made on the walls of the holes with bulges inside the hole and located 120 degrees apart.

Обод 9 представляет собой обечайку (см. фиг. 4), имеющую шесть граней. Обод может быть выполнен из шести отдельных пластин-секторов.The rim 9 is a shell (see Fig. 4) having six faces. The rim can be made of six separate sector plates.

Как вариант (см. фиг. 4б) ДР может быть выполнена в виде цельнометаллической матрицы с единым полем ячеек 14 и ободом 15.Alternatively (see Fig. 4b), the DR can be made in the form of an all-metal matrix with a single field of cells 14 and a rim 15.

Предлагаемые ДР и ПР, установленные в ТВС, работают следующим образом:The proposed DR and PR installed in the fuel assemblies work as follows:

В ТВС основным функциональным элементом конструкции является пучок твэлов. Твэлы фиксируются в ячейках 12 дистанционирующих решеток (ДР), расположенных по длине ТВС, посредством упорных элементов 13. ДР соединяются с конструктивными опорными элементами, например, канальными трубами, проходящими в ячейках 11 ДР, посредством сварки, образуя каркас.In a fuel assembly, the main functional structural element is a bundle of fuel elements. The fuel rods are fixed in the cells 12 of the spacer grids (DR) located along the length of the fuel assemblies by means of thrust elements 13. The DRs are connected to structural support elements, for example, duct pipes passing in the cells 11 of the DR, by welding, forming a frame.

С целью более эффективного перемешивания теплоносителя и улучшения теплосъема с поверхности оболочек твэлов в пролетах между ДР устанавливаются ПР, которые фиксируются в каркасе ТВС, например, путем приварки ПР к опорным элементам, проходящим в ячейках 6 ПР; при этом твэлы свободно проходят сквозь ячейки 3 ПР. Теплоноситель проходит через свободное пространство ячеек 3, охлаждая твэлы, а также через трехгранные ячейки 4; при этом в ячейках 4 теплоноситель отклоняется дефлекторами 5 и на выходе из ПР перемешивается с теплоносителем из соседних ячеек 3, тем самым происходит выравнивание энтальпии между соседними областями теплоносителя, проходящего через ТВС.In order to more efficiently mix the coolant and improve heat removal from the surface of the claddings of fuel rods in the spans between the DRs, PRs are installed that are fixed in the fuel assembly frame, for example, by welding the PR to the supporting elements passing in cells 6 of the PR; while the fuel rods freely pass through the cells 3 PR. The coolant passes through the free space of the cells 3, cooling the fuel rods, as well as through the trihedral cells 4; at the same time, in the cells 4, the coolant is deflected by the deflectors 5 and mixes with the coolant from the neighboring cells 3 at the outlet from the PR, thereby equalizing the enthalpy between neighboring regions of the coolant passing through the fuel assembly.

Реализация предлагаемого технического решения позволяет упростить конструкцию ПР и ДР, сократить количество комплектующих деталей и необходимой для их изготовления оснастки до минимума, резко снизить себестоимость изготовления ПР и ДР.The implementation of the proposed technical solution allows us to simplify the design of PR and DR, reduce the number of components and the necessary equipment for their manufacture to a minimum, sharply reduce the cost of manufacturing PR and DR.

Изготовление настоящей конструкции может быть осуществлено с применением высокопроизводительного и безотходного инновационного метода послойного нанесения металлического материала с использованием современных 3D-принтеров по аддитивной технологи.The manufacture of this design can be carried out using a high-performance and waste-free innovative method of layer-by-layer deposition of metal material using modern 3D printers using additive technology.

Сначала на специальную платформу распыляют дозу порошкового материала. Согласно координатам, полученным с компьютерной модели, с помощью электронно-лучевой пушки или лазера начинают воздействовать на поверхность порошка; при этом генерируется достаточное количество тепла, позволяющее расплавить металл. Затем процесс повторяется послойно.First, a dose of powder material is sprayed onto a special platform. According to the coordinates obtained from the computer model, with the help of an electron beam gun or laser, they begin to affect the surface of the powder; this generates enough heat to melt the metal. Then the process is repeated in layers.

Claims (4)

1. Перемешивающая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора, содержащая обод и набор взаимно пересекающихся пластин в форме полос, соединенных между собой и с ободом в местах пересечения, образующих поле ячеек для проходки твэлов и опорных элементов тепловыделяющей сборки, по меньшей мере часть которых выполнена шестигранными, и смежных с шестигранными ячейками трехгранных ячеек для прохода теплоносителя, на торцах которых выполнены отогнутые в сторону трехгранных ячеек перемешивающие пластинчатые дефлекторы, отличающаяся тем, что поле ячеек выполнено в виде цельнометаллической матрицы сотового типа со скругленными отверстиями в поперечном сечении для проходки опорных элементов, с отверстиями шестигранного профиля для проходки твэлов, с отверстиями трехгранного профиля для прохода теплоносителя, причем перемешивающие дефлекторы выполнены на торце одной из граней трехгранного отверстия с наклоном внутрь трехгранного отверстия.1. The mixing lattice of the fuel assembly of a nuclear reactor, containing a rim and a set of mutually intersecting plates in the form of strips connected to each other and to the rim at the intersection, forming a field of cells for driving fuel elements and supporting elements of the fuel assembly, at least some of which are made hexagonal, and adjacent to the hexagonal cells of the trihedral cells for the passage of the coolant, at the ends of which are made bent towards the trihedral cells mixing plate deflectors, characterized in that the cell field is made in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type with rounded holes in the cross section for driving support elements, with hexagonal holes for fuel elements, with triangular holes for coolant passage, the mixing deflectors being made at the end of one of the faces of the triangular hole with tilt into the trihedral hole. 2. Перемешивающая решетка по п. 1, отличающаяся тем, что поле ячеек и обод выполнены совместно в виде цельнометаллической матрицы сотового типа.2. The mixing lattice according to claim 1, characterized in that the cell field and the rim are made together in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type. 3. Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора, содержащая обод и набор ячеек, соединенных между собой и с ободом по сопрягаемым поверхностям, расположенных по гексагональной схеме и образующих поле ячеек для проходки твэлов и опорных элементов тепловыделяющей сборки, имеющих каждая шестигранную форму с упорными элементами для твэла, образованных выпуклостями на гранях ячейки внутрь нее, отличающаяся тем, что поле ячеек выполнено в виде цельнометаллической матрицы сотового типа с фигурными отверстиями в поперечном сечении для проходки опорных элементов, с отверстиями фигурного шестигранного профиля для проходки твэлов с выполненными на стенках отверстий упорными элементами для твэла выпуклостями внутрь отверстия и расположенными через 120 градусов друг от друга.3. A spacer grid of a fuel assembly of a nuclear reactor containing a rim and a set of cells connected to each other and to the rim along mating surfaces arranged in a hexagonal pattern and forming a field of cells for driving fuel elements and supporting elements of a fuel assembly having each hexagonal shape with thrust elements for fuel elements formed by bulges on the edges of the cell inside it, characterized in that the field of cells is made in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type with figured holes across This section is for driving support elements, with holes of a figured hexagonal profile for driving fuel elements with stop elements for fuel elements made on the walls of the holes, bulges inside the hole and located 120 degrees apart. 4. Дистанционирующая решетка по п. 3, отличающаяся тем, что поле ячеек и обод выполнены совместно в виде цельнометаллической матрицы сотового типа.4. The spacer grid according to claim 3, characterized in that the cell field and the rim are made together in the form of an all-metal matrix of a honeycomb type.
RU2016117416A 2016-05-04 2016-05-04 Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions) RU2638647C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117416A RU2638647C2 (en) 2016-05-04 2016-05-04 Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117416A RU2638647C2 (en) 2016-05-04 2016-05-04 Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016117416A RU2016117416A (en) 2017-11-10
RU2638647C2 true RU2638647C2 (en) 2017-12-15

Family

ID=60264174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016117416A RU2638647C2 (en) 2016-05-04 2016-05-04 Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638647C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023249511A1 (en) * 2022-06-21 2023-12-28 Акционерное Общество "Твэл" Nuclear reactor fuel assembly (embodiments)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111540481A (en) * 2020-05-14 2020-08-14 吉林农业大学 Stirring grid work based on additive manufacturing process
CN111524616B (en) * 2020-05-14 2023-09-01 吉林农业大学 Integral spacer grid based on additive manufacturing process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256960C1 (en) * 2003-10-22 2005-07-20 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Spacer grid and method for spacer grid manufacture
RU2383954C1 (en) * 2008-09-15 2010-03-10 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Mixing grid for nuclear reactor fuel assembly
US20130202077A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 Lewis A Walton Spacer Grid
US20140205055A1 (en) * 2012-04-17 2014-07-24 Babcock & Wilcox Mpower, Inc. Spacer Grids For Nuclear Reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256960C1 (en) * 2003-10-22 2005-07-20 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Spacer grid and method for spacer grid manufacture
RU2383954C1 (en) * 2008-09-15 2010-03-10 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Mixing grid for nuclear reactor fuel assembly
US20130202077A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 Lewis A Walton Spacer Grid
US20140205055A1 (en) * 2012-04-17 2014-07-24 Babcock & Wilcox Mpower, Inc. Spacer Grids For Nuclear Reactor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023249511A1 (en) * 2022-06-21 2023-12-28 Акционерное Общество "Твэл" Nuclear reactor fuel assembly (embodiments)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016117416A (en) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2638647C2 (en) Mixing and spacer grids of nuclear reactor fuel assembly (versions)
US3399719A (en) Locating structure
EP0465823B1 (en) Spacer grid assembly fixture
JPS62249097A (en) Spacer lattice for nuclear fuel aggregate
DE3018623A1 (en) ACCELERATION GRILL
JPS6311892A (en) Spacer lattice for fuel rod
JP2007530928A (en) Fuel assemblies for pressurized water reactors
US4181571A (en) Nuclear reactor with fuel pin bracing grid
KR101490968B1 (en) Nuclear fuel assembly tie plate, upper nozzle and nuclear fuel assembly comprising such a tie plate
RU2383954C1 (en) Mixing grid for nuclear reactor fuel assembly
EP2323137A1 (en) Support grid for the fuel assembly of a nuclear reactor
JPH06507705A (en) Fuel assembly with lattice structure between the rods
CA1083730A (en) Nuclear reactor fuel assembly spacer grid
JP2000028772A (en) Support lattice for reactor fuel assembly
CN104290433B (en) Screen unit for printing and method for manufacturing the same
RU2610716C1 (en) Filter for nuclear reactor fuel assembly
RU67760U1 (en) KINDING LATTICE OF THE FUEL ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR
RU79211U1 (en) KINDING LATTICE OF THE FUEL ASSEMBLY OF THE NUCLEAR REACTOR
RU2610913C1 (en) Nuclear reactor fuel assembly
RU2715387C1 (en) Separation and mixing grid of nuclear reactor fuel assembly
ES2394487T3 (en) Separation grid
EA201700569A1 (en) THERMAL DETECTIVE ASSEMBLY OF A NUCLEAR REACTOR
JPS61139791A (en) Nuclear reactor fuel aggregate
EP2750136A2 (en) Fuel assembly
US3924380A (en) Lattice for supporting a bunch of bar-shaped members