SK280668B6 - Palivový element jadrového reaktora - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka palivového elementu jadrového reaktora s pozdĺžnou schránkou, na ktorej jednom konci je upevnené koncové teleso palivového elementu, s pridržiavacím telesom, ktoré je usporiadané vnútri schránky na koncovom telese, a s palivovými tyčami vnútri schránky, z ktorých každá svojím jedným koncom zasahuje do pridržiavacieho telesa.

Doterajší stav techniky

Taký palivový element jadrového reaktora je známy z časopisu Materiál Science Fórum (1989) zv. 48-49, str. 403-423, najmä str. 404. Pri tomto známom palivovom elemente je pridržiavacie teleso palivovej tyče upevnené na koncovom telese palivového elementu. Z toho dôvodu nie je možné palivové tyče tohto známeho palivového elementu v čase odstavenia jadrového reaktora ani skontrolovať, ani vymeniť. Ak v prípade poruchy palivovej tyče uvoľňuje taký palivový element rádioaktívne produkty štiepenia, môže byť tento palivový element vyradený iba ako celok a pripravený na zneškodnenie.

Úlohou vynálezu je preto vylepšiť vyhotovenie známeho palivového elementu tak, aby bola umožnená tak kontrola, ako aj výmena palivových tyčí.

Podstata vynálezu

Túto úlohu spĺňa palivový element jadrového reaktora s pozdĺžnou schránkou, na ktorej jednom konci je upevnené koncové teleso palivového elementu s pridržiavacím telesom, ktoré je usporiadané vnútri schránky, voľne dosadá na koncové teleso palivového elementu a má vnútornú bočnú plochu privrátenú ďalšiemu konci palivového elementu, na ktorú dosadá zväzok palivových tyčí usporiadaný vnútri schránky palivového elementu, pričom palivové tyče svojím jedným koncom zasahujú do pridržiavacieho telesa, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že vo vnútornej bočnej ploche pridržiavacieho telesa je vyrobená diera s vnútorným závitom na zaskrutkovanie vonkajšieho závitu na konci tyče prestrčenej v pozdĺžnom smere schránky zväzkom palivových tyčí; na naddvihnutie zväzku palivových tyčí zo schránky.

Pretože je pridržiavacie teleso palivovej tyče usporiadané vnútri schránky na palivový element voľne, môže byť zdvíhacie zariadenie po odstránení koncového telesa palivového elementu na druhom konci schránky zavedené do tejto schránky a môže v mieste uchopenia uchopiť pridržiavacie teleso, ktoré je potom možné spolu s palivovými tyčami za schránky vyzdvihnúť. Potom je možné palivové tyče skontrolovať alebo vymeniť.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu je miestom uchopenia diera v pridržiavacom telese, prebiehajúca v pozdĺžnom smere schránky, v ktorej je upravený vnútorný závit na zdvíhacie ústrojenstvo, vytvorené ako tyč, vybavená na jednom konci vonkajším závitom. Diera vyhotovená ako priechod, je predĺžená objímkou, nachádzajúcou sa na vonkajšej strane pridržiavacieha telesa, výhodne objímkou, prechádzajúcou ako jeden kus do uzatvorenej matice, ktorá zasahuje do dutého priestoru v koncovom telese palivového elementu a v ktorej je upravený vnútorný závit: Pritom jc objímka tvorená uzatvorenou maticou, ktorá je zaskrutko vaná do diery pridržiavacieho telesa, vytvorenej ako priechod.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia uzatvorená matica je vytvorená na jednom konci rúrky, ktorá je zaskrutkovaná do diery pridržiavacieho telesa, vytvorenej ako priechod a ktorej druhý koniec sa nachádza na vnútornej strane pridržiavacieho telesa a je otvorený.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia je na vnútornej strane pridržiavacieho telesa v diere, vyhotovenej ako priechod, zaskrutkovaná jedným koncom rúrka, ktorá je otvorená na oboch koncoch.

Ďalej je výhodné, keď uzatvorená matica a rúrka majú vonkajšie závity rovnakého zmyslu na zaskrutkovanie do diery pridržiavacieho telesa, vytvorené ako priechod, pričom vnútorný závit uzatvorenej matice má opačný zmysel ako vonkajšie závity uzatvorenej matice a rúrky. Rúrka je výhodne zaistená proti otáčaniu okolo svojej pozdĺžnej osi dištančným držiakom v schránke, ktorými je vedená táto rúrka a palivové tyče.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príkladoch vyhotovenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje v pozdĺžnom reze palivový element jadrového reaktora podľa vynálezu, obr. 2 rez pozdĺž prerušovanej čiary II-II z obr. 1, obr. 3 pôdorys detailu jednotlivého dielu palivového elementu jadrového reaktora podľa obr. 1 a 2, obr. 4 a 5 v pozdĺžnom reze ďalšie vyhotovenie jednotlivého dielu palivového elementu jadrového reaktora podľa obr. 1 a 2.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Palivový element jadrového reaktora, znázornený na obr. 1 a 2, má koncové teleso, ktorým je pätný diel 2. Tento pätný diel 2 palivového elementu je dutým telesom z nehrdzavejúcej ocele, ktorý má na svojom hornom konci vonkajší obrys v tvare pravidelného šesťuholníka.

Týmto horným koncom zasahuje pätný diel 2 palivového elementu do pozdĺžnej schránky 3, ktorá je vyhotovená zo zliatiny zirkónia. Prierez schránky 3 predstavuje taktiež pravidelný šesťuholník, takže táto schránka 3 na svojom dolnom konci celkom dosadá svojou vnútornou plochou na vonkajšiu plochu pätného dielu 2. Na tomto pätnom diele 2 je schránka 3 upevnená radiálne nasmerovanými skrutkami

4.

Vnútri schránky 3 je umiestené ploché pridržiavacie teleso 5 s vonkajším obrysom v tvare pravidelného šesťuholníka, ktorý je prispôsobený vnútornému obrysu schránky 3. Pridržiavacie teleso 5 je usporiadané voľne v schránke 3, kolmo na pozdĺžnu os schránky 3 a dosadá voľne na pätný diel 2 palivového elementu.

Ako znázorňuje pôdorys na obr. 3, je toto pridržiavacie teleso 5 zostavené sieťovito z objímok 6 z nehrdzavejúcej ocele. Pozdĺžne osi týchto objímok 6 sú rovnobežné s pozdĺžnou osou schránky 3. Ďalej sú vonkajšie strany týchto objímok 6 pevne spojené navzájom rebrami 7 z nehrdzavejúcej ocele.

V schránke 3 sú rovnobežne s jej pozdĺžnou osou usporiadané palivové tyče 8, vyplnené jadrovým palivom, pri čom každá palivová tyč 8 je svojím dolným koncom voľne zasunutá do jednej objímky 6 pridržiavacieho telesa 5.

Objímka 6a v strede pridržiavacieho telesa 5 má väčší vnútorný aj vonkajší priemer ako ostatné objímky 6. Vytvára v pridržiavacom telese 5 dieru, vyhotovenú ako priechod. Ďalej je vybavená vnútorným závitom. Do tejto objímky 6a je zaskrutkovaná dlhá rúrka 9 zo zliatiny zirkónia, ktorá je opatrená na svojom konci, zaskrutkovanom do vnútorného závitu objímky 6a, zodpovedajúcim vonkajším závitom. Na tomto zaskrutkovanom konci vytvára rúrka 9 uzatvorenú maticu 10, ktorá sa nachádza na vonkajšej strane pridržiavacieho telesa 5. Uzatvorená matica 10 zasahuje do dutého priestoru pätného dielu 2 palivového elementu. Je opatrená dierou 11 vo forme priechodu v pozdĺžnom smere schránky 3. Ďalej je opatrená vnútorným závitom. Nad vnútornou stranou pridržiavacieho telesa 5 je umiestnený druhý koniec rúrky 9, ktorý je otvorený. Touto rúrkou 9 môže byť napríklad prístrojová rúrka na umiestnenie termočlánkov a/alebo meracích sond toku neutrónov.

Tak rúrka 9, ako aj palivové tyče 8, sú vedené okami dištančných držiakov 12. Tieto dištančné držiaky 12 majú vonkajší obrys vo forme pravidelného šesťuholníka a sú prispôsobené vnútornému prierezu schránky 3. V každom oku tohto dištančného držiaku 12, ktoré sú usporiadané kolmo na pozdĺžnu os schránky 3 s odstupom navzájom od seba v pozdĺžnom smere tejto schránky 3, sú pridržiavané palivové tyče 8 pevnými výstupkami a pružinami. Rúrka 9 je tvarovým telesom pridržiavaná neotočne v každom dištančnom držiaku 12. Dištančné držiaky 12 samotné sú tvarovými telesami fixované zvonku na rúrke 9 v pozdĺžnom smere schránky 3. Na obr. 1 je schematicky znázornený iba jediný dištančný držiak 12.

Na hornom konci schránky 3 je vnútri tejto schránky 3 umiestené prídavné pridržiavacie teleso 13 palivovej tyče 8, ktoré je zhotovené z nehrdzavejúcej ocele, a podobne ako pridržiavacie teleso 5, dosadajúce voľne na pätný diel 2 palivového elementu, je zostavené z objímok s osou rovnobežnou s pozdĺžnou osou schránky 3 a z rebier. Každá palivová tyč 8 zasahuje svojím horným koncom do jednej z týchto objímok, zatiaľ čo rúrka 9 prechádza objímkou v strede prídavného pridržiavacieho telesa 13, jej priradenou. Medzi prídavným pridržiavacím telesom 13 a pridržiavacím telesom 5 na pätnom diele 2 palivového elementu je na každej palivovej tyči 8 usporiadaná tlačná pružina 14, ktorá svojím jedným koncom dosadá na vnútornú stranu prídavného pridržiavacieho telesa 13 a svojím druhým koncom na osadenie vonkajšej plochy príslušnej palivovej tyče 8.

Na okraji prídavného prídržného telesa 13 sú umiestené jazýčky 15, ktoré v pozdĺžnom smere schránky 3 presahujú vonkajšiu stranu horného prídavného pridržiavacieho telesa 13. Tieto jazýčky 15 zasahujú svojimi hornými koncami do vybrania 16 hlavy 17 palivového elementu, ktorá je na hornom konci schránky 3 do tejto schránky 3 vložená ako ďalšie teleso palivového elementu. Táto hlava 17 je dutým telesom a je proti schránke 3 natočiteľná z jednej koncovej polohy okolo strednej osi schránky 3 do inej koncovej polohy, znázornenej na obr. 1, v ktorej táto hlava 17 obvodovými rebrami 18 na svojej vonkajšej strane zasahuje do príslušných zárezov 19 vnútri v schránke 3, a tak je touto schránkou 3 účinkom tlačných pružín 14 fixovaná vzhľadom na pozdĺžny smer schránky 3.

Na vybratie palivových tyči 8 zo schránky 3 sa prídavné pridržiavacie teleso 13 pomocou nástroja vedeného dutým priestorom hlavy 17 v pozdĺžnom smere schránky 3, smere k dolnému pridržiavaciemu telesu 5, posunie, čím sa aretovanie hlavy 17 zruší. Pretože taktiež jazýčky 15 prídavného pridržiavacieho telesa 13 už nezasahujú do vybrania 16, môže sa hlava 17 potom natočiť okolo pozdĺžnej osi schránky 3 z jednej koncovej polohy, znázornenej na obr. 1 a 2, do druhej koncovej polohy a zo schránky 3 vytiahnuť von. Potom sa zavedie rúrkou 9 až k uzatvorenej matici 10 čiarkované naznačená tyč 20, vybavená na konci vonkajším závitom, ktorá sa svojím otáčaním okolo pozdĺžnej osi zaskrutkuje do vnútorného závitu uzatvorenej matice 10. Táto tyč 20 predstavuje zdvíhacie ústrojenstvo, ktorým sa pridržiavacie teleso 5, voľne dosadajúce na pätný diel 2 palivového elementu, spolu s rúrkou 9, palivovými tyčami 8, dištančnými držiakmi 12 a prídavným pridržiavacím telesom 13 môže zo schránky 3 vytiahnuť. Pretože tyč 20 pôsobí na vonkajšej strane pridržiavacieho telesa 5, je zlyhanie rúrky 9 vylúčené.

Obr. 4 znázorňuje objímku 6a určenú na dosadnutie pridržiavacieho telesa 5 na pätný diel 2 palivového elementu z obr. 3. Táto objímka 6a vytvára v pridržiavacom telese 5 dieru, pôsobiacu ako priechod. Táto diera je predĺžená uzatvorenou maticou 10, do ktorej objímka 6a ako jeden kus prechádza a v ktorej je upravený vnútorný závit na tyč 20 slúžiacu ako zdvíhacie ústrojenstvo. Uzatvorená matica 10 sa nachádza na vonkajšej strane pridržiavacieho telesa a zasahuje do dutého priestoru pätného dielu 2 palivového elementu.

Na obr. 5 je pridržiavacie teleso 5 vyhotovené ako doska s dierami 21 tvoriacimi priechody, do ktorých voľne zasahujú svojím jedným koncom palivové tyče 8. V centrálnej diere 21a je zaskrutkovaný z vnútornej strany pridržiavacieho telesa 5 jeden koniec rúrky 9, otvorenej na oboch koncoch, pričom z vonkajšej strany je zaskrutkovaná uzatvorená matica 10. Táto uzatvorená matica 10 je opatrená vnútorným závitom zaskrutkovanie tyče 20, ktorý- je opačného zmyslu ako vonkajšie závity na rúre 9 a uzatvorenej matici 10, takže skrutkové spojenie rúrky 9 a uzatvorenej matice 10 s pridržiavacím telesom 5 sa nemôže pri zaskrutkovávaní tyče 20 uvoľniť.

Claims (8)

1. Palivový element jadrového reaktora s pozdĺžnou schránkou, na ktorej jednom konci je upevnené koncové teleso palivového elementu s pridržiavacím telesom, ktoré je usporiadané vnútri schránky; voľne dosadá na koncové teleso palivového elementu a má vnútornú bočnú plochu privrátenú ďalšiemu koncu palivového elementu, na ktorú dosadá zväzok palivových tyči usporiadaný vnútri schránky palivového elementu; pričom palivové tyče svojím jedným koncom zasahujú do pridržiavacieho telesa, vyznačujúci sa tým, že vo vnútornej bočnej ploche pridržiavacieho telesa (5) je vyrobená diera s vnútorným závitom na zaskrutkovanie vonkajšieho závitu na konci tyče (20) prestrčiteľnej v pozdĺžnom smere schránky (3) zväzkom palivových tyčí (8), na naddvihnutie zväzku palivových tyčí (8) zo schránky (3).

2. Palivový element podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že diera je vyrobená ako priechod.

3. Palivový element podľa nároku 2,vyznačujúci sa tým, že diera, vyrobená ako priechod, je predĺžená objímkou, nachádzajúcou sa na vonkajšej strane pridržiavacieho telesa (5), najmä presuvnou objímkou, ktorá zasahuje do dutého priestoru na koncovom telese palivového elementu a v ktorej je upravený vnútorný závit.

4. Palivový element podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že objímka je tvorená uzatvorenou maticou (10), ktorá je zaskrutkovaná do diery pridržiavacieho telesa (5), vytvorenej ako priechod.

5. Palivový element podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že uzatvorená matica (10) je vytvorená na jednom konci rúrky (9), ktorá ja zaskrutkovaná do diery pridržiavacieho telesa (5), vytvorenej ako priechod a ktorej druhý koniec sa nachádza na vnútornej strane pridržiavacieho telesa (5) a je otvorený.

6. Palivový element podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že na vnútornej strane pridržiavacieho telesa (5) je v diere, uskutočnenej ako priechod, zaskrutkovaná jedným koncom rúrka (9), ktorá je otvorená na obidvoch koncoch,

7. Palivový element podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že uzatvorená matica (10) a rúrka (9) majú vonkajšie závity rovnakého zmyslu na zaskrutkovanie do diery pridržiavacieho telesa (5), vytvorenej ako priechod, pričom vnútorný závit uzatvorenej matice (10) má opačný zmysel ako vonkajšie závity uzatvorenej matice (10) a rúrky (9).

8. Palivový element podľa jedného z nárokov 5 až 7, vyznačujúci sa tým, že rúrka (9) je zaistená proti otáčaniu okolo svojej pozdĺžnej osi tvarovým telesom na dištančnom držadle (12) v schránke (3), ktorým je vedená táto rúrka (9) a palivové tyče (8).