RU88186U1

RU88186U1 - THIN-WALLED NUCLEAR REACTOR CHANNEL HOUSING

Info

Publication number: RU88186U1
Application number: RU2008106325/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Семёнов; Евгений Федорович Карташёв; Алексей Андреевич Карпунин; Владимир Павлович Гордо
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2009-10-27

Abstract

Корпус канала ядерного реактора, содержащий трубу из циркониевого сплава и биметаллические переходники, установленные по концам трубы и выполненные в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения втулок из циркониевого сплава и нержавеющей стали, отличающийся тем, что стенка трубы имеет толщину от 1,25 до 1,4 мм, а толщина стенки переходника составляет от 1,25 до 1,6 мм.A nuclear reactor channel housing containing a zirconium alloy pipe and bimetallic adapters installed at the ends of the pipe and made in the form of an overlapping single-stage diffusion welded joint of zirconium alloy and stainless steel bushings, characterized in that the pipe wall has a thickness of 1.25 to 1, 4 mm, and the wall thickness of the adapter is 1.25 to 1.6 mm.

Description

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к корпусам каналов ядерных реакторов.The invention relates to nuclear engineering, and more particularly to channel shells of nuclear reactors.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является корпус канала ядерного реактора, содержащий трубу из циркониевого сплава и биметаллические переходники, установленные по концам трубы и выполненные в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения втулок из циркониевого сплава и нержавеющей стали (Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. М, Атомиздат, 1980, с.54-56).The closest set of essential features to the invention is the channel housing of a nuclear reactor containing a zirconium alloy pipe and bimetallic adapters installed at the ends of the pipe and made in the form of a lap-shaped one-stage diffusion welded joint of zirconium alloy and stainless steel bushings (Dollezhal N.A., Emelyanov I.Ya. Channel nuclear power reactor. M, Atomizdat, 1980, p. 54-56).

В известном корпусе труба имеет наружный диаметр, равный 88 мм, внутренний диаметр - 80 мм и толщину стенки - 4 мм. Соединенные с трубой биметаллические переходники имеют внутренний диаметр 80 мм, при этом в местах, свободных от нахлестки, имеют наружный диаметр, равный 88 мм, а толщину - 4 мм. В местах нахлестки биметаллические переходники выполнены с внешним утолщением, что увеличивает толщину стенки, которая на всей длине нахлестки равна 7,5 мм. Это приводит к увеличению наружного диаметра переходника, который составляет величину, равную 95 мм и, следовательно, к увеличению радиальных габаритов корпуса канала. Кроме этого, применяемая в известном корпусе труба из циркониевого сплава с толщиной стенки 4 мм является причиной увеличения паразитного поглощения тепловых нейтронов. Корпус канала работает в условиях горячей воды и пара, что предъявляет жесткие требования к его коррозионной стойкости и прочности. Известный корпус имеет высокие показатели коррозионной стойкости и прочности, которые необходимо сохранить в заявленном корпусе канала ядерного реактора.In the known housing, the pipe has an outer diameter of 88 mm, an inner diameter of 80 mm and a wall thickness of 4 mm. The bimetallic adapters connected to the pipe have an internal diameter of 80 mm, while in places free of overlap, they have an external diameter of 88 mm and a thickness of 4 mm. In the lap places, the bimetallic adapters are made with an external thickening, which increases the wall thickness, which is 7.5 mm over the entire length of the lap. This leads to an increase in the outer diameter of the adapter, which is a value equal to 95 mm and, therefore, to an increase in the radial dimensions of the channel body. In addition, a pipe made of a zirconium alloy with a wall thickness of 4 mm used in the known housing causes an increase in spurious absorption of thermal neutrons. The channel body operates in hot water and steam, which imposes stringent requirements on its corrosion resistance and strength. The known body has high corrosion resistance and strength, which must be stored in the claimed body of the channel of a nuclear reactor.

Недостатком известного корпуса канала ядерного реактора является низкая эффективность его использования в водо-водяных ядерных реакторах с групповым расположением каналов, что объясняется его достаточно большими радиальными габаритами и значительным паразитным поглощением тепловых нейтронов.A disadvantage of the known channel shell of a nuclear reactor is the low efficiency of its use in water-cooled nuclear reactors with a group arrangement of channels, which is explained by its rather large radial dimensions and significant spurious absorption of thermal neutrons.

Задачей настоящего изобретения является создание корпуса канала ядерного реактора, характеризующегося высокой коррозионной стойкостью и высокими прочностными свойствами, использование которого позволит увеличить число каналов в стесненных условиях водо-водяного ядерного реактора с групповым расположением каналов, и, следовательно, увеличить мощность ядерного реактора за счет увеличения общего рабочего объема каналов.The objective of the present invention is to provide a channel housing for a nuclear reactor, characterized by high corrosion resistance and high strength properties, the use of which will increase the number of channels in cramped conditions of a water-cooled nuclear reactor with a group arrangement of channels, and, therefore, increase the power of a nuclear reactor by increasing the total working volume of channels.

Техническими результатами настоящей полезной модели являются уменьшение радиальных габаритов корпуса канала и уменьшение паразитного поглощения тепловых нейтронов путем уменьшения толщины стенки корпуса канала.The technical results of this utility model are to reduce the radial dimensions of the channel body and reduce the spurious absorption of thermal neutrons by reducing the wall thickness of the channel body.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном корпусе канала ядерного реактора, содержащем трубу из циркониевого сплава и биметаллические переходники, установленные по концам трубы и выполненные в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения втулок из циркониевого сплава и нержавеющей стали,These technical results are achieved by the fact that in a known channel housing of a nuclear reactor containing a zirconium alloy pipe and bimetallic adapters installed at the ends of the pipe and made in the form of a lapped one-stage diffusion welded joint of zirconium alloy and stainless steel bushings,

стенка трубы имеет толщину, выбранную в пределах от 1,25 до 1,4 мм, а толщина стенки переходника составляет величину от 1,25 до 1,6 мм.the pipe wall has a thickness selected in the range from 1.25 to 1.4 mm, and the adapter wall thickness is from 1.25 to 1.6 mm.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен корпус канала ядерного реактора (продольный разрез).The invention is illustrated by the drawing, which shows the channel body of a nuclear reactor (longitudinal section).

Корпус канала ядерного реактора содержит тонкостенную трубу 1 из циркониевого сплава с толщиной стенки, равной, например, 1,3 мм и установленные по обоим концам трубы 1 тонкостенные биметаллические переходники 2 с толщиной стенки в месте нахлестки, равной, например, 1,4 мм, и толщиной стенки в месте, свободном от нахлестки, равной 1,3 мм. Труба 1 может иметь толщину стенки, выбранную в пределах от 1,25 до 1,4 мм, при этом толщина стенки переходника может составлять величину от 1,25 до 1,6 мм.The housing of the channel of the nuclear reactor contains a thin-walled pipe 1 made of zirconium alloy with a wall thickness of, for example, 1.3 mm and thin-walled bimetallic adapters 2 installed at both ends of the pipe 1 with a wall thickness of, for example, 1.4 mm, and a wall thickness of 1.3 mm in a place free of overlap. The pipe 1 may have a wall thickness selected in the range from 1.25 to 1.4 mm, while the wall thickness of the adapter may be from 1.25 to 1.6 mm.

При толщине трубы 1, равной 1,3 мм, ее наружный диаметр равен 69,9 мм, а внутренний диаметр - 67,3 мм, при этом соединенный с ней переходник 2 имеет наружный диаметр в месте нахлестки, равный 70,1 мм (толщина стенки - 1,4 мм), наружный диаметр в месте, свободном от нахлестки, равный 69,9 мм (толщина стенки - 1,3 мм) и внутренний диаметр, равный 67,3 мм. Каждый переходник 2 выполнен в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения двух втулок 3, 4, одна из которых - охватываемая втулка 3 выполнена из циркониевого сплава, а другая - охватывающая втулка 4 - из нержавеющей стали. Труба 1 из циркониевого сплава соединена с переходниками 2 посредством электроннолучевой сварки в вакууме с втулками 3 из циркониевого сплава.With a pipe 1 thickness of 1.3 mm, its outer diameter is 69.9 mm and its inner diameter is 67.3 mm, while the adapter 2 connected to it has an outer diameter of 70.1 mm in the lap area (thickness walls - 1.4 mm), an outer diameter of 69.9 mm in the free lap area (wall thickness 1.3 mm) and an inner diameter of 67.3 mm. Each adapter 2 is made in the form of a lap single-stage diffusion welded joint of two bushings 3, 4, one of which is a male sleeve 3 made of zirconium alloy, and the other is a female sleeve 4 made of stainless steel. The pipe 1 made of zirconium alloy is connected to the adapters 2 by means of electron beam welding in vacuum with bushings 3 of zirconium alloy.

Использование в водо-водяных ядерных реакторах заявленного корпуса канала, который выполнен тонкостенным и имеет практически не изменяемую по всей его длине толщину стенки, позволит увеличить число установленных в активной зоне каналов на 10-15%, сократить паразитное поглощение нейтронов примерно в 3 раза и увеличить мощность реактора примерно на 15%. Кроме этого, выбранные толщины стенок трубы из циркониевого сплава и биметаллического переходника в сочетании с нахлесточным одноступенчатым диффузионным соединением двух втулок, образующих переходник, позволяет сохранить коррозионную стойкость и прочность корпусов каналов при работе в горячей воде и паре.The use of the claimed channel shell in water-cooled nuclear reactors, which is thin-walled and has a practically constant wall thickness over its entire length, will increase the number of channels installed in the core by 10-15%, reduce parasitic absorption of neutrons by about 3 times, and increase reactor power by about 15%. In addition, the selected wall thicknesses of the zirconium alloy pipe and the bimetallic adapter in combination with the lap-shaped single-stage diffusion connection of the two bushings forming the adapter allows maintaining the corrosion resistance and strength of the channel bodies when working in hot water and steam.

Claims

A channel body of a nuclear reactor containing a zirconium alloy pipe and bimetallic adapters installed at the ends of the pipe and made in the form of a lap single-stage diffusion welded joint of zirconium alloy and stainless steel bushings, characterized in that the pipe wall has a thickness of 1.25 to 1, 4 mm, and the wall thickness of the adapter is from 1.25 to 1.6 mm.