SK41494A3

SK41494A3 - Device for holding core fuel rods in composition

Info

Publication number: SK41494A3
Application number: SK414-94A
Authority: SK
Inventors: Carlisle G Crabtree
Original assignee: British Nuclear Fuels Plc
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1994-11-09
Also published as: FI941679A; CZ283908B6; HUT69817A; FI115570B; CZ85794A3; HU9401063D0; GB9307550D0; SK280733B6; FI941679A0; HU214386B

Description

Vynález sa dotýka zariadenia na pridržovanie jadrových palivových tyčí v zostave. Také usporiadanie môže byť časťou takzvanej hornej dýzy pre takú zostavu.The invention relates to a device for holding nuclear fuel rods in an assembly. Such an arrangement may be part of a so-called upper nozzle for such an assembly.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Palivové tyče sú obvykle pridršované k sebe v zostave, ktorá tvorí aktívnu zónu jadrového reaktora. Palivo samotné je obvykle umiestnené vo vnútri vonkajšieho plášťa každej palivovej tyče. Pri činnosti jadrového reaktora sú palivové tyče horúce a majú zväčšený objem a chladivo okolo nich prechádza obvykle vo vzostupnom prúde. Usporiadanie známe ako horná dýza je pripevnené k zostave palivových tyčí na jej hornom konci a je určené na pridržovanie palivových tyčí v danej polohe v uvedenej zostave najmä pri činnosti jadrového reaktora. Horná dýza taktiež usmerňuje prúd chladivá von z uvedenej zostavy, a je opatrená prvkami na manipuláciu s touto zostavou a je opatrená miestom pre kryciu plášťovú rúrku, umiestnenú obvykle okolo celej zostavy.The fuel rods are usually held together in an assembly that forms the core of the nuclear reactor. The fuel itself is usually located within the outer casing of each fuel rod. In the operation of the nuclear reactor, the fuel rods are hot and have an increased volume, and the coolant usually passes around them in an upward flow. An arrangement known as an upper nozzle is attached to the fuel rod assembly at its upper end and is intended to hold the fuel rods in position in said assembly, particularly during operation of the nuclear reactor. The upper nozzle also directs the coolant stream out of the assembly, and is provided with elements for handling the assembly, and is provided with a shroud tube location, typically around the entire assembly.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nedostatky známeho vyhotovenia pridržovanie jadrových palivových vynálezu, ktorého podstatou je, že tyčí rozmiestnených medzi palivovými ustavovacia tyč má odstraňuje zariadenie na tyčí v zostave, podľa pozostáva z ustavovacích tyčami, pričom každá pridržovačej dosky, časť na uloženie z pridržovacej dosky um iestnite ľnej na častiach ustavovacích tyčí pre uloženie pridržovacej dosky, pričom pridršovacia doska je opatrená otvormi pre umožnenie prúdenia chladivá, a s poistného krúžku, upraveného na pripojenie pridržovacej dosky k ustavovacím tyčiam jediným otočným pohybom.The deficiencies of the known embodiment of holding the nuclear fuel invention, which is based on the fact that the rods disposed between the fuel alignment rod have the device on the rods in the assembly, according to consists of alignment rods, each holding plate, a holding portion accommodating a holding plate a retaining plate, wherein the retaining plate is provided with openings to allow coolant flow, and a retaining ring adapted to attach the retaining plate to the alignment bars in a single rotary motion.

Us tavovaci e tyče môžu byť rúrkovými tyčami, ktorými pri činnosti jadrového reaktora prúdi chladiaca kvapa1 i na/moderátor .The melting rods may be tubular rods through which the cooling liquid flows to the moderator during operation of the nuclear reactor.

Obvykle môžu byť časti pre uloženie pridržovacej dosky vytvorené výbežkom alebo hlavou s koncom v tvare vodiaceho čapu.Typically, the retaining plate receiving portions may be formed by a protrusion or head with a pin-like end.

Pridržovač i a doska je s výhodou opatrená mnohými otvormi, s ktorých každý lícuje s voľným koncom vo forme vodiaceho čapu výbežku zodpovedajúcej ustavovacej tyče, pričom pridržovači a doska dosadá na osadenie upravené na konci každého vodiaceho čapu.The retainer 1 and the plate are preferably provided with a plurality of holes, each aligned with a free end in the form of a guide pin of a projection of a corresponding locating rod, the retainer and the plate abutting a shoulder provided at the end of each guide pin.

Pridržovacia doska môže tvoriť časť zostaví teľnej hornej dýzy.The retaining plate may form part of the assembled upper nozzle.

Poistný krúžok môže byť opatrený otvormi, ktoré obsahujú polohovaciu časť upravenú pre voľné umiestnenie na vodiacich čapoch ustavovacích tyčí, pričom tieto otvory majú časť upravenú pre záber s výbežkom. Každá ustavovaci a tyč, môže byť napríklad na svojom výbežku opatrená prstencovou drážkou na uľahčenie tohoto záberu, pričom oblasť záberu otvorov je užšou časťou, ako polohovacia časť.The retaining ring may be provided with apertures comprising a positioning portion adapted to be freely positioned on the locating pins of the locating rods, the apertures having a portion adapted to engage the projection. Each locating and rod may, for example, be provided with an annular groove on its projection to facilitate this engagement, the aperture engaging region being a narrower portion than the positioning portion.

Pridržovacia doska môže byť opatrená vybraním, do ktorého sa umiestni pr i držovace j s povrchovou poistný krúžok, pričom dosky môže byť v podstate plochou poistného krúžku, keď povrchová v jednej plocha rov i ne je tento poistný krúžok umiestnený vo vybraniu pridržovacej dosky.The retaining plate may be provided with a recess in which a retaining ring with a surface snap ring is placed, wherein the plates may be substantially a snap ring surface when the surface in one surface is located in the recess of the retaining plate.

Poistný krúžok má s výhodou stredovú dutú oblasť a môže byť opatrený niekoľkými vyhnutými časťami, tvoriacimi poistné jazýčky. keď je poistný krúžok umiestnený vo vybraniu v pridržovače j doske a keď je v zábere na pripevnenie pridržovacej dosky k ustavovacím tyčiam, pričom poistné jazýčky zasahujú do časti dutej oblasti pre uchopenie pridržovacej dosky v jej vybranej časti. Pridržovač i a doska môže byť opatrená miestami pre záber s poistnými jazýčkami.The retaining ring preferably has a central hollow region and may be provided with a plurality of bent portions forming the locking tongues. when the retaining ring is located in a recess in the retainer plate and when engaged to secure the retaining plate to the locating rods, wherein the retaining tabs extend into a portion of the hollow region for gripping the retaining plate in its recessed portion. The retainer i and the plate may be provided with engagement points with locking tabs.

Poistný krúžok pozostáva z prstenca, opatreného mnohými otvormi, vytvorenými vo vnútri jeho telesa, pričom vyhnuté časti vyčnievajú dovnútra z vnútorného okraja telesa poistného krúžku.The retaining ring consists of a ring provided with a plurality of openings formed inside its body, the bent portions projecting inwardly from the inner edge of the retaining ring body.

Pridržovač i a doska môže byť opatrená radou priechodných otvorov pre priechod chladivá, tvaru prstov, ktorých dĺžka je väčšia smerom k vonkajšiemu okraju pridržovacej dosky. Otvory sa rozkladajú v podstate rovnobežne so susedným vonkajším okrajom pridržovacej dosky.The retainer 1 and the plate may be provided with a plurality of finger-shaped coolant through holes greater in length toward the outer edge of the retainer plate. The openings extend substantially parallel to the adjacent outer edge of the retaining plate.

Pridržovač i a doska môže byť pripojená k ďalším komponentom, ktoré spolu s ňou pri činnosti jadrového reaktora tvoria tak zvanú hornú dýzu. Pripojenie môže byť napríklad vykonané pri vonkajšom okraju pridržovacej dosky. Ostatné komponenty hornej dýzy môžu byť od pridržovacej dosky oddeliteľné alebo k nej môžu byť stále pripevnené, napríklad pomocou zvarov. Horná dýza je oddeliteľná od zbytku palivovej zostavy pomocou zariadenia podľa vynálezu.The retainer 1 and the plate may be connected to other components which together with the latter form a so-called upper nozzle during operation of the nuclear reactor. For example, the connection may be made at the outer edge of the retaining plate. The other components of the upper nozzle may be detachable from the retaining plate or may be permanently attached thereto, for example by welding. The upper nozzle is separable from the rest of the fuel assembly by means of a device according to the invention.

Zariadenie podľa vynálezu umožňuje jednoduché a rýchle zablokovanie v danej polohe alebo uvoľnenie pridržovacej dosky a komponentov hornej dýzy k nej pripevnených. Napríklad ak je po určitej dobe činnosti a pri bežnom odstaveniu jadrového reaktora potrebné nahradiť jednu alebo niekoľko palivových tyčí v zostave vzhľadom k ich nesprávnej činnosti, môžu byť palivové tyče odstránené po rýchlom oddeleniu pridržovače} dosky a hornej dýzy.The device according to the invention allows a simple and quick locking in a given position or release of the holding plate and the upper nozzle components attached thereto. For example, if one or more of the fuel rods in the assembly need to be replaced after a period of operation and normal shutdown of the nuclear reactor due to their malfunction, the fuel rods may be removed after rapid separation of the plate retainer and the upper nozzle.

Pa1 i vová vytvorená v zariadení, a je typu ktorého určená naPa1 is created in the device and is of the type intended for

VVER vo taktiež tvar zostava je vonkajšie strany v priereze tvoria šesťuhoľník, použitie napríklad pre tak zvané reaktory východnej Európe. Pridržovač ia doska má šesťuhoľníka, zodpovedajúci tvaru palivovej zostavy. Palivové tyče môžu byť umiestnené napríklad v rade dištančných mreží tvaru šesťuhoľníka. Jedna taká dištančná mreža je napríklad opísaná v našej súbežnej a ešte nevybavenej prihláške vynálezu GB č. 9303452.3. Celú zostavu palivových tyčí obaľuje krycia vonkajšia rúrka tvaru šesťuhoľníka na koncoch palivových tyčí pri pridržovačej doske.The VVER in the shape of the assembly is the outer sides in the cross section formed by hexagon, used for example for the so-called reactors of Eastern Europe. The retaining plate 11 has a hexagon corresponding to the shape of the fuel assembly. The fuel rods may be positioned, for example, in a series of hexagonal spacer bars. One such lattice is described, for example, in our co-pending and unexplored GB patent application no. 9303452.3. The entire fuel rod assembly is encased in a hexagonal outer outer tube at the ends of the fuel rods at the retaining plate.

stredovou osou zostavy a v jej šiestich rohoch. Vthe center line of the assembly and in its six corners. IN

Bolo zistené, že šesť ustavovacích tyčí môže nahradiť palivové tyče v takej zostave a tieto ustavovacie tyče môžu byť s výhodou umiestnené v radiálnych stredných polohách medzi vonkajším okrajom pridržovačej dosky týchto polohách, v ktorých prechádza voda, je zvýšený pomer moderátoru k palivu a neočakávane je dosiahnutá rovnaká celková energia cyklu reaktora, ako pri obvyklej zostave iba s palivovými tyčami bez ustavovacích tyčí. Je teda dosiahnuté omnoho účinnejšie využitie paliva bez jeho akéhokoľvek obohatenia, čím sa zníži potreba paliva pre každý reaktor o asi 5 % a podstatne sa znížia výrobné náklady, náklady na skladovanie, manipuláciu a použitie paliva.It has been found that six alignment rods can replace the fuel rods in such an assembly, and these alignment rods can advantageously be located in radial middle positions between the outer edge of the retaining plate in these water passing positions, the moderator to fuel ratio is increased and unexpectedly achieved the same total reactor cycle energy as in a conventional assembly with only fuel rods without alignment rods. Thus, much more efficient use of fuel is achieved without any enrichment, thereby reducing the fuel requirement for each reactor by about 5% and substantially reducing production costs, storage, handling and fuel costs.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príklade vyhotovenia podľa priloženého výkresu, na ktorom obr. 1 znázorňuje priečny rez pridržovacou a pridržovač í m zariadením pozdĺž čiary I-I z obr. 2 a doskou obr. 2 pozdĺžny rez pozdĺž čiary II-II pridržovacou doskou a pridržovací m zariadením z obr. 1.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a cross-sectional view of the holding and holding device along line I-I of FIG. 2 and the plate of FIG. 2 shows a longitudinal section along line II-II with the holding plate and holding device of FIG. First

Príklady vyhotovenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ako vyplýva z obr. la 2, je zostava palivových tyčí i pre reaktor typu VVER usporiadaná v šesťuholníkovom zoskupeniu vo vnútri pali vových rúrky 3. V zostave šesťuholníkovej vonkajšej tyčí 1_ je umiestnené šesť ustavovacích tyčí 5. Ustavovacie tyče 5 sú upravené namiesto niektorých palivových tyčí 1_ v miestach približne v prostriedku medzi stredom celej zostavy a jej šiestimi vrcholmi. Každá ustavovacia tyč 5 pozostáva z rúrky, ktorá má vstup a výstup (neznázornený), môže prechádzať pri činnosti takže voda nimi reaktora vo vzostupnom smere. Každá ustavovacia jadrového tyč 5 je opatrená osadením 7 a vodiacim koncom 9 vo forme vodiaceho čapu. Tento vodiaci koniec 9 je 11. K vodiacim koncom pripevnená pridržovaciaAs shown in FIG. 1 and 2, the fuel rod assembly 1 for the VVER reactor is arranged in a hexagonal configuration within the fuel tube 3. In the hexagonal outer rod assembly 7, six alignment rods 5 are located. Alignment rods 5 are provided instead of some fuel rods 7 at approximately approximately the middle between the entire assembly and its six peaks. Each locating rod 5 consists of a tube having an inlet and an outlet (not shown), which can pass in operation so that the water therethrough in the ascending direction. Each locating core rod 5 is provided with a shoulder 7 and a guide end 9 in the form of a guide pin. This guide end 9 is 11. A retainer is attached to the guide ends

Poistný krúžok 21 ploche pridržovacej opatrený prstencovou drážkou 9 šiestich ustavovacích tyčí 5 je doska 13, ktorá dosadá na osadenie 7 každej ustavovacej tyče 5. Pridržovacia doska 13 je opatrená radou pozdĺžnych priechodných otvorov 15. ktoré sú rovnobežné so stranami susedného šesťuholníka. K pridržovacej doske 13 je pomocou zvarov 19 privarená horná dýza 1 7. Pridržovacia doska 13 je pripevnená k ustavovací m tyčiam 5 poistným krúžkom 21. je uložený v prvom dosky 13 tak, krúžku 21 je v jednej rovine s dosky 1_3. Poistný krúžok 21 je opatrený šiestimi otvormi 25, z ktorých každý pozostáva zo širšej časti 25a a z užšej časti 25b.The retaining ring 21 provided with an annular groove 9 of the six alignment bars 5 is a plate 13 which abuts the shoulder 7 of each alignment bar 5. The retaining plate 13 is provided with a series of longitudinal through holes 15 which are parallel to the sides of an adjacent hexagon. The upper nozzle 17 is welded to the retaining plate 13 by means of welds 19. The retaining plate 13 is secured to the locating rods 5 by a locking ring 21, which is mounted in the first plate 13 so that the ring 21 is flush with the plates 13. The retaining ring 21 is provided with six openings 25, each consisting of a wider portion 25a and a narrower portion 25b.

vybraniu 22 v hornej že horná plocha poistného hornou plochou pridržovacejrecess 22 in the upper that the top surface of the premium top surface retainer

Pre ustavenie sa širšej časti 25a na Potom sa poistným hodinových ručičiek poistný krúžok 21 najskôr vloží voľne do vodiacich koncoch 9 ustavovacích tyčí 5. krúžkom 21 otáča proti smeru pohybu (pozri obr. 1), dokiaľ sa nedostane do záberu prstencová drážka 1_1 každej ustavovacej tyče 5 s užšou časťou 25b každého otvoru 25. K hornej ploche pridržovače) dosky 13 sa potom do druhého vybrania 22a ohnú poistné jazýčkyTo align the wider portion 25a. Then, the anti-clockwise locking ring 21 is first loosely inserted into the guide ends 9 of the alignment bars 5. the ring 21 rotates counter-clockwise (see FIG. 1) until the annular groove 11 of each alignment bar is engaged. 5 with a narrower portion 25b of each aperture 25. To the upper surface of the retainer 11 of the plate 13, the locking tabs are then bent into the second recess 22a.

23. ktoré vyčnievajú do druhého vybrania 22a z poistného krúžku 2_1_ v miestach pri užších častiach 25b a prispejú tak k zaisteniu pridržovače] dosky 13 poistným krúžkom 21.23 which protrude into the second recess 22a from the locking ring 21 at locations at the narrower portions 25b and thus contribute to securing the plate retainer 13 by the locking ring 21.

Pri činnosti reaktora prúdi chladivo smerom dohora celou zostavou, znázornenou na obr. 1, a potom pridržovacou doskou 13 jej priechodnými pozdĺžnymi otvormi 15. Pridržovacia doska 13 bezpečne pridržuje ustavovacie tyče 5 v ich potrebnej po1ohe.As the reactor operates, the refrigerant flows upwardly through the assembly shown in FIG. 1, and then the retaining plate 13 through its through longitudinal openings 15. The retaining plate 13 securely retains the locating bars 5 in their necessary position.

Pridržovacia doska 13 a horná dýza 17, ktorá je k nej pripevnená, a ktoré spolu vytvárajú jedinú integrálnu konštrukciu, môžu byť bezpečne pripevnené k ustavovacím tyčiam 5 jednoduchým umiestnením a otočením poistného krúžku 21. Podobne, keď sú už palivové tyče 1_ použité, môžu sa po odstaveniu jadrového reaktora, v ktorom sú umiestnené, pre ich vybratie a nahradenie za nové palivové tyče 1_, pridržovacia doska 13 spolu s hornou dýzou 17 rýchlo odstrániť jednoduchou rýchlou operáciou (ktorá je opačná k operácii pripevňovania pridržovače j dosky 13 a hornej dýzy 17) , čím sa umožní prístup k hornému koncu príslušnej palivovej tyče 1_.The retaining plate 13 and the upper nozzle 17 attached thereto, which together form a single integral structure, can be securely attached to the locating rods 5 simply by positioning and rotating the retaining ring 21. Similarly, once the fuel rods 7 have been used, after shutting down the nuclear reactor in which they are located to remove them and replace them with new fuel rods 7, the holding plate 13 together with the upper nozzle 17 can be quickly removed by a simple quick operation (which is opposite to the mounting operation of the plate holder 13 and the upper nozzle 17) thereby allowing access to the upper end of the respective fuel rod 7.

Claims

An apparatus for retaining nuclear fuel rods in an assembly, comprising 2 alignment rods disposed between the fuel rods, each alignment rod having a plate retainer portion (11), of a plate retainer (13) displaceable on portions of the retainer rods retainer (1). } the plate, the retaining plate and the plate being provided with openings to allow the coolant to flow, and from a locking ring adapted to connect the plate retainer to the alignment bars in a single rotary motion.

Device according to claim 1, characterized in that the locating rods are tubular rods.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that each retaining plate receiving part consists of a protrusion or head provided with an end in the form of a guide pin.

Apparatus according to claim 3, characterized in that holes are provided in the retaining plate, each of which is flush with the free guiding end of the guiding pin of the respective one locating rod, the retaining plate and abutting at the end of each guiding end.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the retaining plates form part of the assembly of the upper nozzle.

Device according to one of Claims 3 or 4, characterized in that the retaining ring is provided with openings which consist of a receiving part adapted for ο

a free fit on the guide ends of the alignment bars, said holes having a portion adapted to engage the alignment bar.

Device according to claim 6, characterized in that each locating rod is for facilitating engagement of said groove rings with locating rods, the apertures being a narrower part of said receiving portion.

provided with annular holes in the locking engagement portion

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the retaining plate is provided with a first recess for locating the retaining ring, the surface of the retaining plate being substantially flush with the retaining ring surface when the retaining ring is positioned in said first retaining recess. board.

Device according to claim 8, characterized in that the retaining ring is formed by a hollow part and bending parts formed by retaining tongues, wherein when the retaining ring is placed in the first recess of the retaining plate, and when securing the retainer to the plate to the locating rods into the periphery of the hollow portion for gripping the retaining plate in the areas of its second recesses.

Device according to any one of the claims, characterized in that the plate is a cooling device having a series of lengths from the preceding, in that the holders and the finger-shaped apertures to flow are enlarged towards the outer edge of the hold plate.

The apparatus of claim 1, and substantially as described with reference to the accompanying drawings.

Tyč ^αζ nam reference bars 1 outer tube 3 alignment rod 5 shoulder 7 guide end 9 annular groove 11 retaining plate 13 longitudinal opening 15 upper nozzle 17 weld 19, after tsJLnjf ₍ ring 2.1 first recess 22 second recess 22a locking tab 23 opening 25 wider portion 25a narrower portion 25b