UA124597C2 - Тепловиділяюча збірка ядерного реактора - Google Patents
Тепловиділяюча збірка ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- UA124597C2 UA124597C2 UAA201911488A UAA201911488A UA124597C2 UA 124597 C2 UA124597 C2 UA 124597C2 UA A201911488 A UAA201911488 A UA A201911488A UA A201911488 A UAA201911488 A UA A201911488A UA 124597 C2 UA124597 C2 UA 124597C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat
- plates
- longitudinal axis
- groups
- assembly
- Prior art date
Links
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 title abstract 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 23
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 2
- GRNHLFULJDXJKR-UHFFFAOYSA-N 3-(2-sulfanylethyl)-1h-quinazoline-2,4-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)N(CCS)C(=O)NC2=C1 GRNHLFULJDXJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 101100167365 Caenorhabditis elegans cha-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 244000145841 kine Species 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 16
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 241000723353 Chrysanthemum Species 0.000 description 1
- 235000005633 Chrysanthemum balsamita Nutrition 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/33—Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
- G21C3/3305—Lower nozzle
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/3206—Means associated with the fuel bundle for filtering the coolant, e.g. nozzles, grids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
- B01D29/012—Making filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
- B01D29/03—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements self-supporting
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
Винахід належить до атомної енергетики, а саме, до тепловиділяючих збірок ядерних реакторів. Сьогодні тепловиділяючі збірки ядерних реакторів мають антидебрисні фільтри. Проте, відомі конструкції антидебрисних фільтрів при їх достатньо високій ефективності відносно криволінійних сторонніх предметів практично не ефективно проти сторонніх предметів у формі прямолінійних стержнів та плоских предметів будь-якої довжини, що мають товщину не менш ніж 2 мм. Завданням цього винаходу є збільшення ефективності антидебрисного фільтра при збереженні гідравлічного опору тепловиділяючої збірки на колишньому рівні. Технічним результатом винаходу є підвищення надійності та працездатності тепловиділяючої збірки за рахунок покращення конструкції антидебрисного фільтра. Цей технічний результат досягається тим, що тепловиділяюча збірка ядерного реактора містить головку, пучок твелів, дистанціонуючі решітки та антидебрисний фільтр для затримання сторонніх предметів. Антидебрисний фільтр встановлено в хвостовику тепловиділяючої збірки та виконано у вигляді груп прямолінійних пластин, розташованих в поперечному перерізі хвостовика. Верхня та нижня групи пластин розташовані під кутом до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки та з'єднані середньою групою пластин, паралельною поздовжній осі тепловиділяючої збірки з утворенням вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки каналів прямокутного поперечного перерізу для проходу теплоносія. При цьому канали, утворені верхньою та середньою групами пластин, розташовані під кутом 0°…15° до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки. Канали, утворені середньою та нижньою групами пластин, розташовані під кутом 15°…25° до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, з нахилом, протилежним нахилу каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин. Верхня та нижня групи пластин розташовані вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки з проміжком. Канали, утворені верхньою та середньою групами пластин, зміщені відносно каналів, утворених середньою та нижньою групами пластин, в напрямку, перпендикулярному поздовжній осі тепловиділяючої збірки.
Description
пластин, паралельною поздовжній осі тепловиділяючої збірки з утворенням вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки каналів прямокутного поперечного перерізу для проходу теплоносія.
При цьому канали, утворені верхньою та середньою групами пластин, розташовані під кутом 07...157 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки. Канали, утворені середньою та нижньою групами пластин, розташовані під кутом 15"7...257 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, з нахилом, протилежним нахилу каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин.
Верхня та нижня групи пластин розташовані вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки з проміжком. Канали, утворені верхньою та середньою групами пластин, зміщені відносно каналів, утворених середньою та нижньою групами пластин, в напрямку, перпендикулярному поздовжній осі тепловиділяючої збірки.
Їй М Х са Й ї нний я
ЕЕ ШК
Кок іш ши в. КЗ
ХВ ЕН Жя же ще сих в
ЕНН й
ІЖЖІАЇ МЕ Ж Е:
ПЕНІ
Пе я У КЕ КИ НИ
АН, А
Ку мені І ВТ Еш Те Р дян й УМ НЯ: їй
ПЧ І
ТІ: ЕК
ТРРКІТЕ ЕІЗНКЗНІНЯ
ЕН ЗЕЗЕЖІ
ІЩЕ І
М су СЕЕ кре ЗеЕЕК КВ
НН, с й
НЕ ЖЕН Ну
НА о у
НН МЕ й пен ше НЕ п А
ВЖК БК ЕІ п й ІК
КУ Ед ск Же ? їе й
СЕБЕ ЕЕ
ТЕЖ 8: ЖЕ ЕН
ЗЕМНЕ ЕЕ ЖЗВЕЕВ
ВМО ІКНІ і
В М Не КО Бк не з й ре
ТЕЕЖТТЕВІ КЕ В ЕЩ: о ні фоекетиеююі ше ї нс ! жа ; 3 шен и ШИНИ в шо шко ї
КЕ Мн щи Ш в ті гу : ті чити Ж донних
ЕЙ Манн і Х
Че і
СФЕРА ТЕХНІКИ
Винахід відноситься до атомної енергетики, а саме, до тепловиділяючих збірок ядерних реакторів.
ПОПЕРЕДНІЙ РІВЕНЬ ТЕХНІКИ
З рівня техніки відомою є конструкція тепловиділяючої збірки ядерних реакторів ВВЕР-440,
ВВЕР-1000 (див. Кирилов П.Л. та ін. Довідник з теплогідравлічних розрахунків (ядерні реактори, теплообмінники, парогенератори). М.: Енергоатоміздат, 1990., рис. П. 8.1, П. 8.3 та П. 8.5, с. 317-319), що складається з пучка твелів 1, розташованих по трикутній сітці, що закріплені в нижній несучій решітці 7 та з'єднані між собою дистанціонуючими решітками 2, закріпленими на центральній трубі 9. В ТВСА ВВЕР-1000 дистанціонуючі решітки кріпляться також до кутів 3, закріплених гвинтами б до хвостовика 4. В ТВС-2М дистанціонуючі решітки кріпляться до направляючих каналів 8. В усіх тепловиділяючих збірках налічуються головки 5 для забезпечення завантаження-вивантаження тепловиділяючої збірки.
Відома тепловиділяюча збірка ядерного реактора (див. Патент 0Ш520090092217 від 29.05.1996, с21С03/322), має голівку, хвостовик, пучок твелів, що розташовані по квадратній сітці, закріплені в несучій стіні та з'єднані між собою дистанціонуючими решітками, фільтр у голівці призначений для запобігання потрапляння в теплоносій конструктивних елементів тепловиділяючої збірки, наприклад, інконелевих вставок дистанціонуючих решіток у випадку їх руйнування та осипання в пучок твелів.
Функція цього фільтра аналогічна функції відбійної сітки робочої касети ВВЕР-440 (див. патент НО2364962 від 24.04.2008, й21С3/00), також призначеної для затримки фрагментів конструктивних елементів тепловиділяючої збірки, у випадку їх гіпотетичного руйнування.
Проте, робоча касета має чохол, і наявність відбійної сітки у цьому випадку ізолює фрагменти тепловиділяючої збірки від потрапляння в контур реактора, а для тепловиділяючої збірки без чохла існує ймовірність їх виходу з пучка твелів в контур реактора через проміжок між тепловиділяючими збірками, що робить таке ускладнення конструкції тепловиділяючої збірки невиправданим, з точки зору практичного ефекту.
При цьому фільтр у відомій тепловиділяючій збірці не може стримувати сторонні предмети (що не відносяться до конструктивних елементів тепловиділяючої збірки) при вході до
Зо тепловиділяючої збірки, що, як показує практика, знаходяться в теплоносії та можуть призвести до пошкодження конструктивних елементів тепловиділяючих збірок (наприклад, оболонок твелів) в процесі експлуатації.
В робочій касеті ядерного реактора ВВЕР-440 несуча решітка шестикутної форми має 126 круглих отворів для встановлення твелів, центральний отвір для встановлення центральної труби, 102 отвори у вигляді "гантелі" для протоку теплоносія, 12 отворів з мінімальним діаметром 5,9 мм та напівотвори по контуру опорної решітки для протоку теплоносія. Отвори типу "гантель" утворені двома отворами з мінімальним радіусом 2,95 мм., що з'єднанні отвором з мінімальною шириною 5 мм. Отвори для встановлення твелів та центральної труби мають діаметр 5:97 мм., при цьому по контуру кожної грані шестикутної несучої нижньої решітки розташовано по сім отворів для нижніх заглушок твелів (див. Дементьев Б.Д. Ядерні енергетичні реактори. М.: Енергоатоміздат, 1990, с. 31-35). Несуча решітка РК-3 ядерного реактора ВВЕР-440 має додаткові круглі отвори для встановлення несучих труб.
Аналогічну конструкцію має нижня несуча решітка тепловиділяючої збірки ядерного реактора ВВЕР-1000, яка додатково має круглі отвори для встановлення направляючих каналів.
Функціонально нижня решітка є несучим силовим елементом, що утримує пучок твелів в стаціонарному режимі та при транспортно-технологічних операціях, а в тепловиділяючій збірці ядерного реактора ВВЕР-1000 вона також забезпечує завантаження-вивантаження тепловиділяючої збірки за допомогою направляючих каналів.
Істотним недоліком відомих несучих решіток є можливість пропускати з потоком теплоносія сторонні предмети великих розмірів. Наприклад, велика ширина та довжина проливних отворів штатної нижньої несучої решітки дозволяє пропускати в пучок твелів сторонні циліндричні предмети діаметром до 6,3 мм. Та плоскі шириною до 13,4 мм. При товщині до 5,2 мм. Несуча решітка з круглими проливними отворами та несуча решітка типу "ромашка" для ТВС-2М також не володіють необхідними антидебрисними властивостями та пропускають довгі циліндричні сторонні предмети до розміру в поперечному розрізі 7,18 мм. Та 6,63 мм відповідно.
Проведеними експериментальними дослідженнями підтверджено, що існуючі конструкції несучої решітки мають ефективність затримки сторонніх предметів довільної форми 50...60 95, що, як показала практика, є недостатнім, так як розгерметизація оболонок твелів з цієї причини складає - 56 95 від загальної кількості відмов.
У зв'язку з цим виникла необхідність оснащення тепловиділяючих збірок додатковими антидебрисними фільтрами для уловлювання сторонніх предметів в теплоносії, встановленими в хвостовику тепловиділяючої збірки.
Сьогодні тепловиділяючі збірки ядерних реакторів мають антидебрисні фільтри.
В проекті ТВС-2М для ядерного реактора ВВЕР-1000 було розроблено антидебрисний фільтр, що складається з 12 перфорованих пластин, встановлених під відповідним кутом один до одного за допомогою додаткових ребер в складну просторову конструкцію, при цьому велика протяжність зварних швів знижує надійність зварних з'єднань.
Також було запропоновано оснастити штатні нижні несучі решітки додатковими прутами з дроту 1,5...2 мм., привареними на нижню поверхню решітки біля проливних отворів, що в умовах масового виробництва реалізувати практично неможливо.
Ці конструкції антидебрисних фільтрів було досліджено в АТ "ЕНДЦ" та результати досліджень було представлено на 7-ій МНТК "Безпечність, ефективність та економіка атомної енергетики", Москва, 26-27 травня 2010 р. у доповіді "Експериментальне дослідження ефективності антидебрисних фільтрів касет ВВЕР-1000".
Порівняльні дослідження різних конструкцій антидебрисних фільтрів, проведені АТ "ЕНДЦ", показали, що ефективність затримки сторонніх предметів для антидебрисного фільтра ТВС-2М складає 77,9 95, а для антидебрисного фільтра ТВСА - 79,1 95, тобто збільшується майже до 80 об.
Проте, при цьому збільшується і перепад тиску теплоносія на вхідній ділянці тепловиділяючої збірки в 1,45...1,65 рази в порівнянні з перепадом тиску на несучій нижній решітці.
Відома конструкція тепловиділяючої збірки (див. патент 5 5481578 від 02.01.1996, се1С3/31), фільтр який являє собою поле перфорованих втулок малого діаметра, встановлених вздовж потоку теплоносія, при цьому перфорація втулок виконана перпендикулярно потоку.
Втулки закріплюються між двома перфорованими плитами. Функціонально уловлювання сторонніх предметів таким фільтром здійснюється за рахунок зміни напрямку потоку теплоносія та організації проходу теплоносія через дрібні отвори у втулках. Недоліком такої конструкції є трудомісткість виготовлення, пов'язана з наявністю великої кількості дрібних частин (втулок) та
Зо необхідністю їх перфорації. Ця конструкція буде мати значний гідравлічний опір внаслідок того, що потік при проходженні крізь фільтр двічі змінює свій напрямок на 90".
Відома конструкція тепловиділяючої збірки (патент 05 5867551 від 02.02.1999, 421С3/30), в якій фільтр конструктивно виконує ще й функції опорної плити та являє собою хвилеподібну пластину. У хвилях пластини виконано два типи пазів у формі хреста та у формі кола, розділеного на 4 сектори. До недоліків цієї конструкції можна віднести технологічну складність виготовлення плити, яка має складну просторову форму, так як "хвиля" проходить не через всі перерізи плити, а створює локальні вершини та впадини, в яких й виконано пази.
Відома тепловиділяюча збірка з фільтром (патент М/О 98/28752 від 20.12.1996, С121С3/32), який являє собою плиту з виконаними в ній циліндричними отворами. Для вирішення проблеми забивання проходів отворів сторонніми предметами в цій конструкції вздовж рядів отворів виконано конусні не наскрізні пази, які "захоплюють" частину отворів. При потраплянні сторонніх предметів в такий паз він буде прямувати до центру паза, вивільняючи при цьому площу циліндричних отворів та не зменшуючи прохідного перерізу.
Недоліком цієї конструкції є те, що для збільшення ефективності роботи фільтра (здатність уловлювати більш дрібні частинки) отвори повинні мати малий діаметр. При зниженні діаметра прохідних отворів збільшується гідравлічний опір тепловиділяючої збірки.
Недоліком усіх відомих конструкцій фільтрів є те, що вони не можуть бути виготовлені за допомогою механічної обробки, оскільки, мають вузькі щілини, отвори малого діаметра, достатньо тонкі перемички між ними, що обумовлює високу трудомісткість їх виготовлення.
Найбільш близьким аналогом пропонованої тепловиділяючої збірки є тепловиділяюча збірка ядерного реактора, що налічує головку 5, пучок, твелів 1 та направляючі канали 8, дистанційні решітки 2, антидебрисний фільтр, розміщений у хвостовику 4, що являє собою перфоровану пластину з отворами у вигляді пазів, що мають форму символа М (ВШ 2264666 від 16.01.2004, се1С3/30).
Недоліком цього антидебрисного фільтра є невелика 0,3...0,6 мм товщина перемичок між отворами при товщині пластини - 6...8 мм.
Виготовлення цього антидебрисного фільтра як електро-ерозійним способом, так і за допомогою гідроабразивного різання призводить до великих трудовитрат.
При цьому відома конструкція антидебрисного фільтра, маючи досить високу ефективність бо по відношенню до криволінійних сторонніх предметів, практично не ефективна проти сторонніх предметів у формі прямолінійних стержнів і плоских предметів великої ширини будь-якої довжини, що мають товщину не менш ніж 2 мм.
РОЗКРИТТЯ ВИНАХОДУ
Завданням цього винаходу є збільшення ефективності антидебрисного фільтра при збереженні гідравлічного опору тепловиділяючої збірки на колишньому рівні.
Технічним результатом винаходу є збільшення надійності та працездатності тепловиділяючої збірки ядерного реактора за рахунок покращення конструкції антидебрисного фільтра.
Цей технічний результат досягається тим, що тепловиділяюча збірка ядерного реактора містить голівку 5, пучок твелів 1, дистанціонуючі решітки 2 та антидебрисний фільтр 10 для затримання сторонніх предметів. Антидебрисний фільтр встановлено в хвостовику тепловиділяючої збірки та виконано у вигляді груп прямолінійних пластин, розташованих в поперечному перерізі хвостовика.
ВАРІАНТ ВТІЛЕННЯ ВИНАХОДУ
Верхня 13 та нижня 15 групи пластин розташовані під кутом до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки 11 та з'єднані середньою 14 групою пластин, паралельних поздовжній осі тепловиділяючої збірки з утворенням вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки каналів 16-17 прямокутного поперечного переріза для проходу теплоносія. При цьому канали, утворені верхньою та середньою групами пластин, розташовані під кутом 23 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, що становить 0...157. Канали, утворені середньою та нижньою групами пластин, розташовані під кутом 24 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, що складає 15...25", з нахилом, протилежним нахилу каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин.
Верхня та нижня групи пластин розташовані вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки 11 з проміжком 21.
Канали, утворені верхньою та середньою групами пластин зміщені відносно каналів, утворених середньою та нижньою групами пластин, у напрямку, перпендикулярному поздовжній осі тепловиділяючої збірки.
Антидебрисний фільтр 10 може бути встановлено в поперечному перерізі хвостовика на вході або на виході теплоносія з хвостовика.
Поперечний переріз каналів для проходу теплоносія в формі прямокутника має висоту 2...3 мм та ширину 7...10 мм.
Профіль каналів має форму ламаної прямої або при загальній висоті антидебрисного фільтра 10...15 мм.
Наявність у антидебрисного фільтра каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин та розташованих під кутом 0...157 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, та каналів, утворених середньою та нижньою групам пластин та розташованих під кутом 15...257 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки з нахилом, протилежним нахилу каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин, розташування верхніх та нижніх груп пластин вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки з проміжком та зміщення каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин, відносно каналів утворених середньою та нижньою групами пластин в напрямку, перпендикулярному поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, забезпечує фільтрацію сторонніх прямолінійних предметів, що потрапили з потоком теплоносія 12 в канали фільтра з подальшим їх поворотом в каналах.
Така конструкція антидебрисного фільтра забезпечує підвищену ефективність проти сторонніх предметів у формі прямолінійних стержнів та плоских предметів будь-якої довжини, що мають товщину менше 2 мм.
Причому розміщення каналів фільтра на виході з нього потоку теплоносія під меншим кутом до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки призводить до направлення потоку теплоносія на виході з антидебрисного фільтра до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, що сприяє зниженню коефіцієнта гідравлічного опору, вібрації та гідравлічних навантажень в нижній частині тепловиділяючої збірки та пучка твелів.
Товщина пластин антидебрисного фільтра складає 0,5...1,0 мм. Пластини з'єднані один з одним "паз до пазу" Для збільшення міцності з'єднання та жорстокості елементів антидебрисного фільтра пластини можуть бути зварені між собою, а також з ободом 22 за допомогою лазерної електронно-променевої або аргонодугової зварки.
Запропонований антидебрисний фільтр може бути виконано з нержавіючої сталі типу
Х18НІ10т з застосуванням сучасної цифрової високопродуктивної технології газолазерної різки, освоєної в серійному виробництві. Також цей антидебрисний фільтр може бути виконано з 60 нержавіючої сталі за допомогою адитивних технологій.
КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ
Винахід пояснюється кресленнями.
На фіг. 1 зображена тепловиділяюча збірка ядерного ректора.
На фіг. 2 зображено антидебрисний фільтр круглої форми (вид зверху) тепловиділяючої
Б збірки.
На фіг. З зображено антидебрисний фільтр ромбічної форми (вид зверху) тепловиділяючої збірки.
На фіг. 4 зображено антидебрисний фільтр квадратної форми (вид зверху) тепловиділяючої збірки.
На фіг. 5 зображено структуру антидебрисного фільтра тепловиділяючої збірки.
На фіг. 6 зображено пластину верхньої групи антидебрисного фільтра тепловиділяючої збірки.
На фіг. 7 зображено пластину середньої групи антидебрисного фільтра тепловиділяючої збірки.
На фіг. 8 зображено пластину нижньої групи антидебрисного фільтра тепловиділяючої збірки.
Антидебрисний фільтр складається з пластин трьох груп: верхня група пластин з нижніми пазами 18, середня група пластин з двосторонніми косими пазами 19 та нижня група пластин з верхніми пазами 20, що утворюють канали 16-17 для протоку теплоносія.
Claims (3)
1. Тепловиділяюча збірка ядерного реактора, яка складається з головки, пучка твелів, дистанціонуючих решіток, антидебрисного фільтра, встановленого в хвостовику, яка відрізняється тим, що антидебрисний фільтр виконано у вигляді груп прямолінійних пластин, розташованих в поздовжньому перерізі хвостовика, верхня та нижня групи пластин розташовані під кутом до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки та з'єднані середньою групою пластин, паралельних поздовжній осі тепловиділяючої збірки з утворенням вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки каналів прямокутного поперечного перерізу, при цьому канали, утворені Зо верхньою та середньою групами пластин, розташовані під кутом 0"...157 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки, канали, утворені середньою та нижньою групами пластин, розташовані під кутом 157...252 до поздовжньої осі тепловиділяючої збірки з нахилом, протилежним нахилу каналів, утворених верхньою та середньою групами пластин, верхня та нижня групи пластин розташовані вздовж поздовжньої осі тепловиділяючої збірки з проміжком, канали, утворені верхньою та середньою групами пластин, зміщені відносно каналів, утворених середньою та нижньою групами пластин, в напрямку, перпендикулярному поздовжній осі тепловиділяючої збірки.
2. Тепловиділяюча збірка ядерного реактора за п. 1, яка відрізняється тим, що антидебрисний фільтр виконано з нержавіючої сталі з використанням газолазерної різки.
3. Тепловиділяюча збірка ядерного реактора за п. 1, яка відрізняється тим, що антидебрисний фільтр виконано з нержавіючої сталі з використанням адитивних технологій.
ттррулттттнні яння ! ! Ії ті КЕ: й ві НУ 17 ЩІ: ЕН нен й тав яння І я фе З УКХ ве ШК й з я Ух к ре НІ д. Н сок зиск ека з ІК ОО ІА онов и ен СЕКТ МНН ча 1 ФХщВ ХІН и КІВ, ах хи ОО ше ; УКІВ ХЕ ї НІ МУ ай ЯН ше НЕ, : МЕНЯ ї" ЕН НН КМУ ЕЕ МНН ЗЕ ТІМ як ЗНМ іш Б У НВ: с СР МІК Оу дО КЕНЕ МЕР тя й т НУ ЯЗ хм МІ З ІЕЕ ІЧ ІЕЕ КЕН: НН ТЕЖ Її ПЕНІ ЕКЗ ННЯ ЗБ: НН ЗХ НН ЗМ; 1 ІД Зі ЕЯН : кеВ УК НИК ЕЕННЕ Не кУ К У ДА ЕЕ НН СЕЕКК са шини 5 МЕЧ 3 її Я З АННА ! ПН о ЗБЕ БИ що ІВ щі й СЕК ЗКУ ж Я 1 НЕК ЗІ
1 в. їх 1-8 я І щі (НУ суху ХІТИ Е З У ВЧ ЗНО ПК З КІЗ КОЖНІ: ББЧННО ОБННІ : У З З
ІК. Ка: НеМИННеЕНе М ж ще пу ВАМ А ГУ 3 А ше У: "ВУЗІ Ж УА ВІВ ІХ т ІНН жоояннях БОНН НН І ! Б вин ХІН Хдллнтяняннк ІНН ННЯ 5 з МК ОХ ХМ МИМО ОЇ : з Я Імя ЗАВ ВІКІ ее ШЕ Н ШЕМ: мюону УАВ рік М ко ів щі ію В у Зла чянкк с т М Зодоооооосох Я диня ї ок шо й пе дакляюту Ї і У ж ц : є" У ї : зи не Ж ах ши осн рекет тт ч гух ї и М я ах Це й й стад «вх я 0 - Її ((( Ф "! НН с ! ших У ж и що хх щу шу Чнгої б у с вже как й пфоннивн ннв печене БЕН ринви : КИНЕ повинне: ІНН ВИШНІ нини й ВЕКИККЕ ВК: у о її НЕ ЕН тих: М ВЕБ Її ДЕМЧИКННІ НВ З піивинини нини ви НЕ пн тв ЕНН ННиНННнНиННОне ЗНННІЕЕНА НВ ЕЕНЕНЕНЕН ЕНН сНЕНН Кене нення БИ нг. Я їх Не рей я сх оповавв я емо х7 вих СК її 7 ка й Гек ння «Я ОВ БУ ще : І що Не ЖЖ В вача У З МК Не ши ши шо: ШЕУ і ТЯ х ОО и й х ГКУ А Уа п МИ птн Ж ЗО їх з фе 1 з ПП ї М ЩО АЮ М 7 іенжх їх ку кА Ех Ж як я т У с Я я ух в: ха їх У АХ а ма о 71 ее БО ех ях Кк У Ух Я ЕХ, со ЕК чн у ТКА дсннннн ре еВ х ХА, СЕ; зн ни у 6 су жд, То» и АХ ши шо о ще кА КУ з У о аа ки нку не ху дня «х х Коник ик 15 х х х х
Я г.
дк по ша б тують пово ще А в о йо й - й що по вот : фіг й щНк, ї
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000999 WO2019132697A1 (ru) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA124597C2 true UA124597C2 (uk) | 2021-10-13 |
Family
ID=67067982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201911488A UA124597C2 (uk) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Тепловиділяюча збірка ядерного реактора |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11437154B2 (uk) |
| EP (1) | EP3734614A4 (uk) |
| CN (1) | CN111095431B (uk) |
| EA (1) | EA038791B1 (uk) |
| RU (1) | RU2742042C1 (uk) |
| UA (1) | UA124597C2 (uk) |
| WO (1) | WO2019132697A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA201907837B (uk) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111672859B (zh) * | 2020-05-28 | 2022-03-22 | 清华大学 | 用于高温气冷堆的收屑装置 |
| CN112792745A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-14 | 中核建中核燃料元件有限公司 | 一种防屑板水刀切割制造方法 |
| RU2765636C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2022-02-01 | Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора |
| CN115206557B (zh) * | 2022-07-07 | 2024-01-30 | 中国核动力研究设计院 | 一种基于空间曲面通道的燃料组件下管座及过滤组件 |
| CN115295177B (zh) * | 2022-07-07 | 2024-03-19 | 中国核动力研究设计院 | 基于过滤棒结构的核燃料组件下管座及过滤组件和应用 |
| FR3140704A1 (fr) * | 2022-10-07 | 2024-04-12 | Framatome | Filtre anti-débris pour embout inférieur d’assemblage de combustible nucléaire avec passages à déflexion variable |
| CN115588518B (zh) * | 2022-10-10 | 2024-03-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种基于流线型过滤棒结构的核燃料组件下管座 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4634525A (en) * | 1984-10-04 | 1987-01-06 | Westinghouse Electric Corp. | Loose parts filter |
| FR2669459B1 (fr) * | 1990-11-20 | 1994-02-04 | Framatome | Embout inferieur filtrant pour un assemblage combustible d'un reacteur nucleaire refroidi par de l'eau legere. |
| US5481578A (en) | 1994-06-24 | 1996-01-02 | General Electric Company | Perforated tube debris catcher for a nuclear reactor |
| JP3044338B2 (ja) * | 1996-09-13 | 2000-05-22 | 原子燃料工業株式会社 | Ｐｗｒ燃料集合体 |
| SE509687C2 (sv) | 1996-12-20 | 1999-02-22 | Asea Atom Ab | Filter för en kärnbränslepatron |
| JP3977969B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2007-09-19 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
| SE521610C2 (sv) * | 2001-01-22 | 2003-11-18 | Westinghouse Atom Ab | Filter och bränslepatron för en nukleär anläggning av lättvattentyp |
| SE518705C2 (sv) * | 2001-03-20 | 2002-11-05 | Westinghouse Atom Ab | Filter och bränslepatron för en nukleär anläggning av lättvattentyp |
| TW557450B (en) | 2001-07-16 | 2003-10-11 | Toshiba Corp | Fuel supporting attachment, fuel inlet mechanism, and fuel assembly |
| JP4346842B2 (ja) * | 2001-08-15 | 2009-10-21 | 三菱重工業株式会社 | Ｐｗｒ原子炉用燃料集合体の異物フィルタ |
| RU2264666C2 (ru) * | 2004-01-16 | 2005-11-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Антидебрисный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
| US8317035B2 (en) * | 2004-12-30 | 2012-11-27 | Global Nuclear Fuel-Americas, Llc. | Debris filter |
| US7497257B2 (en) * | 2006-05-04 | 2009-03-03 | Purolator Facet, Inc. | Particle control screen with depth filtration |
| US20090060114A1 (en) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Global Nuclear Fuel - Americas, Llc | Debris shield for upper tie plate in a nuclear fuel bundle and method for filtering debris |
| RU2364962C1 (ru) | 2008-04-24 | 2009-08-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
| WO2010007544A1 (en) | 2008-07-14 | 2010-01-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Anti-scatter grid |
| KR100982302B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2010-09-15 | 한전원자력연료 주식회사 | 연료봉 들림 방지 미늘을 가진 이물질여과용 하부지지격자 |
| EP2648188B1 (en) * | 2010-12-03 | 2017-07-26 | Nuclear Fuel Industries, Ltd. | Debris filter |
| EP2525362A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Areva NP | Debris filter for nuclear reactor installation and nucluar fuel assembly comprising such a debris filter |
| RU2540981C1 (ru) * | 2013-09-27 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
| RU2542324C1 (ru) * | 2013-09-27 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
| WO2016190754A1 (en) | 2015-05-26 | 2016-12-01 | Solarjoule Ip Holdings Limited | Improvements to heating, ventilation and air conditioning systems |
| RU2610716C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-02-15 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
| RU2610913C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-02-17 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
| US10923237B2 (en) * | 2017-08-28 | 2021-02-16 | Global Nuclear Fuel—Americas, LLC | Debris filters for nuclear fuel assembly and method of using the same |
-
2017
- 2017-12-28 RU RU2020119807A patent/RU2742042C1/ru active
- 2017-12-28 US US16/618,023 patent/US11437154B2/en active Active
- 2017-12-28 EA EA201900481A patent/EA038791B1/ru unknown
- 2017-12-28 WO PCT/RU2017/000999 patent/WO2019132697A1/ru active Application Filing
- 2017-12-28 EP EP17936879.0A patent/EP3734614A4/en active Pending
- 2017-12-28 CN CN201780091256.XA patent/CN111095431B/zh active Active
- 2017-12-28 UA UAA201911488A patent/UA124597C2/uk unknown
-
2019
- 2019-11-26 ZA ZA2019/07837A patent/ZA201907837B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA038791B1 (ru) | 2021-10-20 |
| US11437154B2 (en) | 2022-09-06 |
| US20200343007A1 (en) | 2020-10-29 |
| EA201900481A1 (ru) | 2021-01-27 |
| EP3734614A1 (en) | 2020-11-04 |
| CN111095431B (zh) | 2023-09-19 |
| RU2742042C1 (ru) | 2021-02-02 |
| ZA201907837B (en) | 2022-03-30 |
| EP3734614A4 (en) | 2021-12-01 |
| WO2019132697A1 (ru) | 2019-07-04 |
| CN111095431A (zh) | 2020-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA124597C2 (uk) | Тепловиділяюча збірка ядерного реактора | |
| US7561654B2 (en) | Nuclear fuel spacer assembly with debris guide | |
| EP0422950B1 (en) | Nuclear fuel assembly with debris filter | |
| KR102004307B1 (ko) | 원자로 설비용 데브리스 필터 및 이와 같은 데브리스 필터를 포함하는 핵 연료 조립체 | |
| EP2642488B1 (en) | Bottom nozzle filter device and debris-resistant bottom nozzle using the device | |
| RU2627307C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| EP2710602B1 (en) | Nuclear fuel assembly tie plate, upper nozzle and nuclear fuel assembly comprising such a tie plate | |
| US20170341003A1 (en) | Fluidic filter | |
| RU2473989C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| RU2610913C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| EP0946946B1 (en) | A filter for a nuclear fuel assembly | |
| JP7499783B2 (ja) | 原子力プラント用のフィルタ及び燃料集合体 | |
| KR102162012B1 (ko) | 적층된 항공기 익형구조를 활용하여 유로홀을 형성한 핵연료 집합체의 하단고정체 | |
| RU2610716C1 (ru) | Фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
| RU2622112C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| JP4991213B2 (ja) | 原子炉用制御棒 | |
| RU2805363C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| RU2623580C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| RU2765636C1 (ru) | Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора | |
| WO2021075993A1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
| JPH0968585A (ja) | 原子炉用燃料集合体 |