RU97109458A - Тепловыделяющий элемент энергетического ядерного реактора и способ его герметизации - Google Patents

Claims (5)

1. Тепловыделяющий элемент энергетического ядерного реактора, содержащий оболочку, заполненную газом заданного состава и давления, топливный столб, контактирующий с одного торца с заглушкой, а с другого, удерживаемый в заданном положении - фиксатором, заглушки, соединенные с оболочкой сварными швами, отличающийся тем, что заглушка, непосредственно контактирующая с топливом, соединена с оболочкой сварным швом, выполненным электронно-лучевой сваркой, и имеет на посадочном месте в оболочку по всей его длине "лыску", образующую с внутренней поверхностью оболочки технологический канал, частично заплавляемый в районе сварного стыка, соединяющийся с вертикальным технологическим каналом, расположенным в плоскости стыка и полностью заплавляемым при сварке, а коэффициент формы шва, при глубине проплавления 1,4^oC1,7 толщины стенки оболочки, равен 0,3^oC0,25, противоположный торец оболочки, удаленный от топливного столба, соединен контактной стыковой сваркой с заглушкой, имеющей отношение максимального диаметра (d_макс.) под сварку к длине рабочей части (L_з) 1,8^oC2,4 и отношение минимального диаметра заглушки (d_мин.) к внутреннему диаметру оболочки (D_внутр.) больше 1, при этом между внутренней поверхностью оболочки и сварным швом, образованным деформированными внутренними слоями оболочки и наружными слоями рабочей части заглушки, имеется складка металла, размер которой от торца заглушки составляет 0,2^oC0,6 толщины стенки оболочки.

2. Способ герметизации тепловыделяющих элементов, включающий подготовку оболочки и заглушки под сварку, сборку оболочки с заглушкой, непосредственно контактирующей с топливом, приварку заглушек, в том числе, с применением многопроходной электронно-лучевой сварки, отличающийся тем, что в процессе подготовки оболочку торцуют с двух сторон, с образованием по торцам конической поверхности с неравными образующими, большая образующая которой направлена в сторону наружной поверхности оболочки, а меньшая - в сторону ее внутренней поверхности, при этом угол конусности большей образующей с вертикальной плоскостью под электронно-лучевую сварку составляет 14^oC18^o, а под контактную сварку 10^oC20^o, а сумма проекций образующих на вертикальную плоскость равна толщине стенки оболочки, при этом проекция наружной образующей всегда больше внутренней и составляет 3/4^oC4/5 толщины стенки оболочки, конец оболочки под электронно-лучевую сварку калибруют путем осадки на металлическую оправку с получением, после сборки ее с заглушкой, посадки с натягом по периметру на длине 6^oC8 толщины стенки оболочки, переходящим в увеличивающийся до конца посадочного места зазор, вакуумирование внутреннего объема твэла осуществляют с использованием технологического канала, образованного "лыской" на заглушке и внутренней поверхностью оболочки, частично заплавляемого в процессе сварки и соединяющегося с вертикальным технологическим каналом в стыке, полностью заплавляемого при сварке, в процессе электронно-лучевой сварки предварительный прогрев сварного соединения осуществляют до начала оплавления кромок деталей, дополнительный проход производят с повторным проплавлением металла шва в диапазоне от высоты стыка до разности высоты стыка и максимально допустимого размера поры, окончательную герметизацию твэла производят контактной стыковой сваркой, перед началом сварки контролируют отсутствие шунтирующих цепей во вторичном контуре сварочного автомата и положение торца оболочки в сварочной оснастке, сварку выполняют с переменной скоростью осадки заглушки, имеющей пиковые значения в начале и конце перемещения.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что во время электронно-лучевой сварке спад тока в пушке в конце цикла сварки осуществляют с вращением луча по круговой траектории радиусом равным 0,28^oC0,33 ширины шва, полученной после основного и дополнительного проходов, с частотой вращения луча 60^oC80 Гц, либо предварительный прогрев, сварку и 1/3^oC2/3 дополнительного прохода выполняют сфокусированным лучом, после чего его расфокусируют на 1,1 часть его первоначального диаметра.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе электронно-лучевой сварки луч смещают на заглушку.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что при контактной стыковой сварке с увеличением сопротивления выше оптимального сварочное усилие, соответственно, увеличивают, а энергию сварочного тока уменьшают, с уменьшением сопротивления ниже оптимального - сварочное усилие уменьшают, а энергию тока увеличивают.