RU2102799C1 - Removable nuclear fuel assembly - Google Patents

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: fuel assembly has supporting frame provided with two tips joined together through guide tubes and lattices. Each lattice has three sets of intersecting plates confining the cells. Plates are provided with rod clamping facilities which hold these rods in assemblies of triangular regular network upper tip has bottom part with bell for transfer from hexahedral section to cylindrical connection provided with detachable intermediate plate. Top part of upper tip has cylindrical sleeve mounted for sliding over cylindrical connection and supporting plate. Tubular struts limit relative separation of intermediate and supporting plates. Spring. Springs exert pressure on plates which tends to separate them. EFFECT: improved design. 10 cl, 11 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к ядерное топливной сборке для реактора, в котором для охлаждения и замедления используется легкая вода, содержащая опорный каркас, имеющий два, наконечника, соединенных между собой при помощи направляющих труб, и решетки, распределенные вдоль сборки, причем каждая решетка имеет три набора перекрещивающихся пластин, ограничивающих ячейки, одни из которых пересекаются направляющими трубами, а другие топливными стержнями, при этом пластины снабжены средствами закрепления стержней, которые удерживают эти стержни в узлах треугольной регулярной сети и зафиксированы по меньшей мере на определенных направляющих трубах. The present invention relates to a nuclear fuel assembly for a reactor in which light water is used for cooling and deceleration, comprising a support frame having two tips connected to each other by means of guide tubes, and gratings distributed along the assembly, each grating having three sets intersecting plates bounding the cells, some of which intersect with guide tubes, and the other with fuel rods, while the plates are equipped with means for securing the rods that hold these terzhni in a regular triangular network nodes and are fixed at least in certain guide tubes.

В ядерной технике известны топливные сборки, например, Авторское свидетельство СССР N 784570, кл. G 21 C 3/30, 1983, Авторское свидетельство СССР N 1702435, кл. G 21 C 3/32, 1988. Известна также топливная сборка ядерного реактора, содержащая верхнюю концевую деталь, выполненную подвижной относительно нижней части (Авторское свидетельство СССР N 708830, кл. G 21 C 3/04, 1983). Fuel assemblies are known in nuclear engineering, for example, USSR Copyright Certificate N 784570, class. G 21 C 3/30, 1983, Copyright Certificate of the USSR N 1702435, cl. G 21 C 3/32, 1988. Also known is a fuel assembly of a nuclear reactor containing an upper end piece made movable relative to the lower part (USSR Author's Certificate N 708830, class G 21 C 3/04, 1983).

В Авторском свидетельстве N 784570 нет переходного колокола, а есть стакан шестиугольного сечения и верхняя концевая деталь, соединенная с шестиугольной частью пластиной. Существует резкое изменение горизонтальных габаритов, нет "перехода". In the Certificate of Authorship N 784570 there is no transitional bell, but there is a glass of a hexagonal section and an upper end piece connected to the hexagonal part by a plate. There is a sharp change in horizontal dimensions, there is no "transition".

Авт. св. N 1702435 действительно описывает тепловыделяющую сборку типа, включающего внешнюю кассету. В этом документе нет переходного колокола, имеющего функцию, сравнимую с функцией, выполненной в сборке согласно настоящего изобретения. Кассета просто соединена с основанием, у которого конечная часть, которая должна вставляться в верхнюю пластину, имеет небольшой диаметр относительно прямой, обычной секции сборки, и соединяется с ней через коническую зону. Auth. St. No. 1702435 does describe a fuel assembly of a type including an external cartridge. There is no transition bell in this document having a function comparable to that performed in the assembly according to the present invention. The cassette is simply connected to the base, in which the end part, which is to be inserted into the upper plate, has a small diameter relative to the straight, normal section of the assembly, and is connected to it through a conical zone.

Прототипом рассматриваемого изобретения является авторское свидетельство N 708830, в котором заявлена структура верхнего наконечника сборки. Топливная сборка по известному уровню техники является одним из известных уровней техники, обозначаемых в России наименованием VVER-IOOO. The prototype of the invention is the copyright certificate N 708830, which claims the structure of the upper tip of the assembly. The fuel assembly according to the prior art is one of the known prior art denoted in Russia by the name VVER-IOOO.

Авторское свидетельство N 708830 описывает конструкцию, предназначенную просто предохранять направляющие каналы (направляющие трубы) от перепада давления в случае разрыва главного циркуляционного трубопровода. Copyright Certificate No. 708830 describes a structure designed to simply protect the guide channels (guide tubes) from pressure drops in the event of a break in the main circulation pipe.

Верхний наконечник согласно указанному документу состоит из одной детали, которая может перемещаться в блоке относительно направляющей трубы. Все направляющие трубы пересекают верхний наконечник. Пружина размещена вокруг каждой направляющей трубы и сжата между плитой, принадлежащей наконечнику и опорной втулкой (13) направляющей трубы. В случае перемещения наконечника, вытекание воды от пучка тепловыводящих стержней сильно осложнено. The upper tip according to the specified document consists of one part, which can move in the block relative to the guide pipe. All guide tubes cross the upper tip. A spring is placed around each guide pipe and is compressed between the plate belonging to the tip and the support sleeve (13) of the guide pipe. In the case of moving the tip, the outflow of water from the beam of heat-removing rods is very complicated.

И напротив в заявленной сборке,
верхний наконечник также имеет нижнюю часть, включающую переходный колокол, в котором просверлены отверстия для вывода воды. Поэтому положение переходного колокола остается неизменным относительно топливных стержней, так что условия вытекания не меняются, если перемещается верхняя часть;
переходная плита (32) имеет разборное соединение только с некоторыми направляющими трубами (теми, которые не установлены в линию с трубчатой распоркой 44), а следовательно сборку легко демонтировать, чтобы удалить стержни, не разжимая пружины (46), очень простым способом, как это показано на прилагаемой фиг. 2А.And vice versa in the claimed assembly,
the upper tip also has a lower part, including a transition bell, in which holes for water outlet are drilled. Therefore, the position of the transition bell remains unchanged relative to the fuel rods, so that the flow conditions do not change if the upper part moves;
the adapter plate (32) has a collapsible connection only with some guide pipes (those that are not installed in line with the tubular spacer 44), and therefore the assembly can be easily removed to remove the rods without opening the springs (46) in a very simple way, like this shown in the attached FIG. 2A.

Специалисту невозможно получить результат, определенный пунктом 1 формулы изобретения, изменяя решение по авт. св. N 708830 с помощью двух других указанных документов. It is impossible for a specialist to obtain the result defined by paragraph 1 of the claims, changing the decision by ed. St. N 708830 with the help of two other specified documents.

В основу настоящего изобретения положена задача создания съемной сборки, в которой съемный верхний наконечник выполнен, с возможностью передачи сдерживающего усилия, создаваемого верхней пластиной активного участка реактора, что позволяет иметь дифференциальные расширения и дает возможность для выхода воды в гидравлических условиях, которые практически не меняются, каковы бы ни были дифференциальные расширения. The basis of the present invention is the creation of a removable assembly in which the removable upper tip is made, with the possibility of transmitting the restraining force created by the upper plate of the active section of the reactor, which allows differential expansion and makes it possible for water to exit under hydraulic conditions, which practically do not change, whatever the differential extensions are.

Поставленная задача решается так, что согласно изобретению верхний наконечник содержит также нижнюю часть, включающий колокол перехода от шестиугольного поперечного сечения к цилиндрическому участку, и переходную плиту, имеющую разборное соединение только с некоторыми из направляющих труб тем, что трубчатые распорки, ограничивающие взаимное удаление переходной плиты и поддерживающей плиты, установлены в линию с направляющими трубами другой группы, причем пружины сжаты между переходной плитой и поддерживающей плитой, а также тем, что каждая решетка образована связанными между собой пластинками, разграничивающими ячейки. The problem is solved so that according to the invention, the upper tip also contains a lower part, including a bell transition from a hexagonal cross section to a cylindrical section, and a adapter plate having a collapsible connection with only some of the guide pipes so that tubular spacers restricting mutual removal of the adapter plate and the supporting plate are installed in line with the guide tubes of another group, the springs being compressed between the adapter plate and the supporting plate, as well as the fact that each lattice is formed by interconnected plates delimiting cells.

Желательно, чтобы пружины были размещены вокруг распорок. Preferably, the springs are placed around the spacers.

Желательно, чтобы трубчатые распорки имели одинаковое отверстие с направляющими трубами. Preferably, the tubular spacers have the same hole with the guide tubes.

Желательно, чтобы направляющие трубы II опирались на распорки, и эти последние имели бы опорный фланец на переходной плите и резьбовую концевую часть для навинчивания гайки регулировки максимального удаления между переходной плитой и поддерживающей плитой. It is desirable that the guide tubes II rest on spacers, and these latter would have a support flange on the adapter plate and a threaded end portion for screwing the maximum removal nut between the adapter plate and the support plate.

Желательно, чтобы средства закрепления переходной плиты на направляющих трубах содержали винт, блокированный от проворота после зажима на концевых патрубках направляющих труб. It is desirable that the means for securing the adapter plate on the guide tubes comprise a screw that is prevented from turning after being clamped on the end pipes of the guide tubes.

Желательно, чтобы пластинки соединялись друг с другом по две в замок, и, чтобы средства зажима стержней содержали выступы, размещенные под углом 120^o на стенках ячейки относительно пружины, выполненной на другой стороне.It is desirable that the plates are connected to each other two in a lock, and that the means for clamping the rods contain protrusions placed at an angle of 120 ^o on the walls of the cell relative to the spring, made on the other side.

Желательно, чтобы выступы и пружины были бы вырезаны в стенке пластинки и создали бы опору для стержня в пяти точках. It is desirable that the protrusions and springs be cut out in the wall of the plate and create support for the rod at five points.

Желательно, чтобы направляющие трубы имели диаметр больший диаметра топливных стержней, при этом пластинки были бы деформированы вокруг ячеек для приема труб, при этом деформация простирается на смежные ячейки. It is desirable that the guide pipes have a diameter larger than the diameter of the fuel rods, while the plates would be deformed around the cells for receiving pipes, while the deformation extends to adjacent cells.

Желательно, чтобы внутренние пластинки каждой решетки были бы изогнуты (79) на их концах с возможностью их стыковки с внешними пластинками под углом 90^o.It is desirable that the inner plates of each lattice be curved (79) at their ends with the possibility of their joining with the outer plates at an angle of 90 ^o .

Желательно, чтобы пластинки были снабжены в местах перекрещивания прямыми щелями со скосами. It is desirable that the plates be provided at the intersection with straight slots with bevels.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных примеров выполнения со ссылками на приложенные чертежи, на которых: Фиг. 1 изображает схему основного вида спереди одной сборки, одного топливного стержня и одной направляющей трубы; Фиг. 2 изображает с большим увеличением, верхнюю часть сборки в осевом ее сечении; Фиг. 3 изображает вид спереди крепления большей части направляющих труб к верхнему и нижнему наконечникам, а также изображена часть нижней крайней решетки; Фиг. 4 изображает вид сверху части одной из решеток сборки фиг. 1; Фиг. 5A, B и C изображают схемы возможных видов связей между внутренними пластинами одной решетки; Фиг. 6 изображает вид сверху фрагмента фиг. 4, показывающий один из вариантов выполнения решеток, позволяющий использовать направляющие трубы большего диаметра, чем диаметр топливных стержней; Фиг. 7 и 8 изображают соответственно вид сверху и в сечении, по линии VIII-VIII фиг. 7, возможное построение упругих средств поперечного удержания и поддержки в крайней решетке;
Фиг. 9 аналогична фиг. 8, изображает сечение по линии IX-IX фиг. 6; Фиг. 10 изображает фрагмент пластины, с которой стыкуется язычок крепления на направляющей трубе; Фиг. 11 изображает с большим увеличением вид сверху фрагмента решетки, с изгибом внутренних пластин при их соединении с оболочкой.The invention is further explained in the description of specific examples with reference to the attached drawings, in which: FIG. 1 is a front view diagram of one assembly, one fuel rod, and one guide pipe; FIG. 2 shows with high magnification, the upper part of the assembly in axial section; FIG. 3 shows a front view of the attachment of most of the guide tubes to the upper and lower lugs, and also shows a portion of the lower end grating; FIG. 4 is a top view of part of one of the assembly grids of FIG. 1; FIG. 5A, B and C show diagrams of possible types of bonds between the inner plates of the same lattice; FIG. 6 is a plan view of a fragment of FIG. 4, showing one embodiment of the grilles, allowing the use of guide pipes of a larger diameter than the diameter of the fuel rods; FIG. 7 and 8 are respectively a plan view and in section, along line VIII-VIII of FIG. 7, the possible construction of elastic means of transverse retention and support in the extreme lattice;
FIG. 9 is similar to FIG. 8 is a section along line IX-IX of FIG. 6; FIG. 10 shows a fragment of a plate with which a fastening tab is attached to a guide tube; FIG. 11 depicts with a large increase in top view of a fragment of the lattice, with the bending of the inner plates when they are connected to the shell.

Показанная на фиг. 1 топливная сборка 1 содержит верхний наконечник 2 и нижний наконечник 3, соединенные при помощи направляющих труб 4, и имеющая решетки 5 и 6, регулярно распределенные по направляющим трубам. Решетки ограничивают ячейки, распределенные по узлам регулярной сети, некоторые из которых пересекаются направляющими трубами 4 или центральной инструментальной трубой (не изображена на фиг. 1), а другие топливными (стержнями) 7. Эти стержни могут быть наложены на нижний наконечник 3. Они удерживаются в осевом направлении и поддерживаются в узлах сети при помощи решеток, как это будет ясно из дальнейшего описания. Решетки в свою очередь крепятся к определенным направляющим трубам. Shown in FIG. 1, the fuel assembly 1 comprises an upper tip 2 and a lower tip 3 connected by means of guide tubes 4 and having grids 5 and 6 regularly distributed along the guide tubes. The grids limit the cells distributed over the nodes of the regular network, some of which intersect with guide pipes 4 or the central tool pipe (not shown in Fig. 1), and others with fuel (rods) 7. These rods can be superimposed on the lower tip 3. They are held in the axial direction and are supported at the nodes of the network by means of gratings, as will be clear from the further description. The grilles, in turn, are attached to specific guide tubes.

При функционировании реактора нижний наконечник 3 ложится на опорную пластину активного участка реактора 8, имеющую входные отверстия для охладителя. Верхний наконечник 2 находится под воздействием верхней пластины 9 активного участка реактора, имеющей отверстия для выхода охладителя между наконечниками. During the operation of the reactor, the lower tip 3 rests on the base plate of the active section of the reactor 8, which has inlets for the cooler. The upper tip 2 is under the influence of the upper plate 9 of the active section of the reactor, having openings for the outlet of the cooler between the tips.

Ниже описано устройство верхнего наконечника и вид съемного крепления этого наконечника, позволяющего производить его снятие и установку на место, например, для замены стержней (фиг. 2 и 3). The device of the upper tip and the type of removable fastening of this tip are described below, which allows its removal and installation, for example, to replace the rods (Fig. 2 and 3).

Наконечник 2 имеет две части, которые могут скользить в вертикальном направлении друг относительно друга, и средства удержания, предназначенные для ограничения взаимного удаления двух частей и для передачи воздействий пластины 9 от одной части к другой. The tip 2 has two parts that can slide in the vertical direction relative to each other, and restraints designed to limit the mutual removal of the two parts and to transfer the effects of the plate 9 from one part to another.

Нижней частью является та, которая закреплена на направляющих трубах. Она имеет переходную пластину 11 в форме диска, закрепленную на верхнем цилиндрическом патрубке переходного колокола 12. Нижняя часть колокола 12 закреплена на ограничительной плите 13 шестигранного сечения, имеющей отверстия для прохода направляющих труб 4 и для охладителя. Ограничительная плита 13 находится от топливных стержней на расстоянии достаточном для создания возможности их удлинения (фиг. 1), и служит ограничителем подъема стержней. The lower part is the one that is mounted on the guide tubes. It has a transition plate 11 in the form of a disk, mounted on the upper cylindrical pipe of the transition bell 12. The lower part of the bell 12 is mounted on a restrictive plate 13 of a hexagonal section having openings for the passage of the guide tubes 4 and for the cooler. The restriction plate 13 is located from the fuel rods at a distance sufficient to create the possibility of their extension (Fig. 1), and serves as a limiter for lifting the rods.

Колокол 12 может быть, например, изготовлен из листовой нержавеющей стали, приваренной к плитам 11 и 13. Широкие вырезы 14 на каждой его стороне предназначены для прохода охладителя в пространство между верхними наконечниками. The bell 12 may, for example, be made of stainless steel sheet welded to the plates 11 and 13. Wide cutouts 14 on each side of it are designed to allow the cooler to pass into the space between the upper tips.

Верхняя часть имеет возможность скольжения по цилиндрической стенке, образованной окружностью переходной плиты 11 и верхним патрубком колокола 12. Она содержит цилиндрическую гильзу 15, к которой приварена в поперечном направлении поддерживающая плита 16, снабженная в своем центре воронкой для прохода охладителя. The upper part has the ability to slide along a cylindrical wall formed by the circumference of the adapter plate 11 and the upper bell pipe 12. It contains a cylindrical sleeve 15 to which a support plate 16 is welded in the transverse direction, provided in its center with a funnel for passage of the cooler.

Средства удержания включают в себя несколько совокупностей распорка-пружина, например, три. Каждая совокупность содержит трубчатую распорку 17, расположенную в линию с направляющей трубой 4, и по меньшей мере одну спиральную пружину 18, окружающую распорку и сжатую между плитами 11 и 16. В варианте, показанном на фиг. 2, каждая совокупность содержит две установленные концентрически друг относительно друга пружины, имеющие различную жесткость. The holding means include several spacer-spring assemblies, for example three. Each assembly comprises a tubular spacer 17 located in line with the guide tube 4, and at least one coil spring 18 surrounding the spacer and compressed between the plates 11 and 16. In the embodiment shown in FIG. 2, each assembly contains two springs arranged concentrically with respect to each other and having different stiffness.

Каждая распорка заканчивается фланцем, закрепленным на переходной плите 11. Верхняя часть трубчатой распорки имеет резьбу, на которую наворачивается гайка 19 регулировки максимального удаления между плитами 11 и 16, а следовательно, и предварительного сжатия пружины 18. Центральное отверстие в распорке 17 имеет такой же диаметр, что и направляющие трубы 4, что позволяет производить введение стержней командного набора или набора изменения спектра в направляющие трубы, расположенные по одной оси с трубчатыми распорками. Each spacer ends with a flange mounted on the adapter plate 11. The upper part of the tubular spacer has a thread on which a nut 19 for adjusting the maximum distance between the plates 11 and 16, and therefore the pre-compression spring 18, is screwed. The central hole in the spacer 17 has the same diameter as the guide tubes 4, which allows the introduction of command set rods or a spectrum change set into guide tubes located on the same axis as the tubular spacers.

Направляющие трубы 4, группы II, расположенные по одной оси с распорками 17, просто упираются во фланец последних. Направляющие трубы группы I крепятся на переходной плите 11 при помощи разборных средств. В варианте, показанном на фиг. 3, эти средства включают в себя резьбовую втулку 20, внутренний диаметр которой достаточен для прохода стержней командного набора или набора изменения спектра. Эти втулки ввинчиваются в гильзы 21 с нарезанной резьбой, приваренные к концам направляющих труб 4. После завинчивания, втулки 20 блокируются от возможности проворота за счет деформации тонкой юбки, которой они снабжены, входящей в имеющуюся в переходной плите 11 выточку. Guide tubes 4, group II, located on the same axis with spacers 17, simply abut against the flange of the latter. The guide pipes of group I are mounted on the adapter plate 11 using collapsible means. In the embodiment shown in FIG. 3, these means include a threaded sleeve 20, the inner diameter of which is sufficient for passage of the rods of a command set or a set of spectrum change. These sleeves are screwed into threaded sleeves 21, welded to the ends of the guide tubes 4. After screwing, the sleeves 20 are blocked from being rotated by deformation of the thin skirt that they are equipped with, which is included in the undercut in the adapter plate 11.

Все направляющие трубы 4 крепятся одинаково на нижнем наконечнике. Этот нижний наконечник 3, как правило, из нержавеющей стали, содержит переходную плиту 22, закрепленную на шестигранном корпусе и имеющую отверстия для прохода охладителя. Эта плита является опорой для топливных стержней 3. Она имеет отверстия с заплечиками для прохода резьбовых втулок 23, предназначенных для ввинчивания оконечных заглушек 24 направляющих труб 4. Во втулках имеется калибровочное отверстие 23а питания направляющих труб водой для охлаждения управляющих стержней или стержней изменения спектра, вводимых в направляющие трубы. All guide tubes 4 are mounted equally on the lower tip. This lower tip 3, typically made of stainless steel, comprises an adapter plate 22 mounted on a hexagonal housing and having openings for passage of a cooler. This plate is a support for the fuel rods 3. It has openings with shoulders for the passage of threaded bushings 23 for screwing the end caps 24 of the guide tubes 4. The sleeves have a calibration hole 23a for supplying the guide tubes with water to cool the control rods or spectrum changing rods introduced into the guide tubes.

Решетки могут иметь построение, принцип которого показан на фиг. 4, образованное тремя наборами пластинок, имеющих сборочные щели, причем решетки одного набора параллельны между собой и наклонены на 120^o относительно пластинок двух других наборов (так в тексте, а нужно "пластинки одного набора" прим. перевод.). Как показано на фиг. 4, пластины могут быть смонтированы по две в замок.The gratings may have a structure, the principle of which is shown in FIG. 4, formed by three sets of plates having assembly slits, the gratings of one set being parallel to each other and inclined by 120 ^° relative to the plates of the other two sets (as in the text, but “plates of one set” is necessary. Approx. Translation.). As shown in FIG. 4, the plates can be mounted two in a lock.

В случае, показанном на фиг. 4, каждая решетка образована шестьюдесятью внутренними пластинками и шестью внешними пластинками. Внешние пластинки могут быть продолжены согнутыми направляющими язычками 25 (фиг. 3), позволяющими избежать риска зацепления между сборками при загрузке. In the case shown in FIG. 4, each lattice is formed by sixty inner plates and six outer plates. The outer plates can be continued with bent guide tongues 25 (Fig. 3), avoiding the risk of engagement between assemblies during loading.

Две концевые решетки 5 образованы пластинками из сплава, сохраняющего свои свойства под действием радиации, например, из "Инконел 718". В этом случае пластинки могут быть закреплены по две при помощи пайки. Может быть использован и другой материал, например, мартенситная сталь. Two end lattices 5 are formed by plates of an alloy that retains its properties under the influence of radiation, for example, from Inconel 718. In this case, the plates can be fixed in two by soldering. Other materials may also be used, for example martensitic steel.

В примере, изображенном на фиг. 3, предусмотрены оболочки 26 из нержавеющей стали, закрепленные пайкой на пластинках нижней концевой решетки. В эти оболочки входит нижний конец направляющих труб 14, закрепленных на плите 22 нижнего наконечника винтом 23. Аналогичным образом, верхняя решетка 5 может нести припаянные гильзы, предназначенные для окружения направляющей трубы. Верхняя крайняя решетка, оборудованная таким образом, после помещения ее на направляющие трубы может быть свободной или же удерживаться в осевом направлении при помощи колец, изготовленных из сплава на основе циркония, приваренных на определенные направляющие трубы, с одной и другой стороны от гильз. Может быть предусмотрен зазор для избежания напряжений. In the example shown in FIG. 3, stainless steel shells 26 are provided, fixed by soldering to the plates of the lower end grill. These shells include the lower end of the guide tubes 14, fixed to the lower tip plate 22 by a screw 23. Similarly, the upper grill 5 can carry soldered sleeves designed to surround the guide tube. The upper end grill, equipped in this way, after being placed on the guide tubes, can be free or axially held using rings made of zirconium-based alloy welded to specific guide tubes on one side of the sleeves. A clearance may be provided to avoid stress.

Промежуточные решетки 6 могут быть выполнены либо из сплава на основе циркония, либо (если хотят иметь сохранение механических характеристик после воздействия радиации) из нержавеющего сплава, такого как "Инконел 718". Внешние пластинки могут быть еще снабжены отражателями, предназначенными для предотвращения зацепления смежных сборок при загрузке. Intermediate lattices 6 can be made either from an alloy based on zirconium, or (if you want to maintain the mechanical characteristics after exposure to radiation) from a stainless alloy, such as "Inconel 718". External plates may also be provided with reflectors designed to prevent engagement of adjacent assemblies during loading.

Пластинки могут собираться различным образом, в зависимости от того, хотят ли иметь простоту их изготовления или же надежность сварных межсоединений. The plates can be assembled in various ways, depending on whether they want to have the simplicity of their manufacture or the reliability of the welded interconnects.

В варианте, показанном на фиг. 5a, сборочные щели пластин 27 и 28 набора с углом 120^o выполнены косыми. Недостатком такого решения является сложность разрезки, но при нем упрощается сварка.In the embodiment shown in FIG. 5a, the assembly slots of the set plates 27 and 28 with an angle of 120 ^° are oblique. The disadvantage of this solution is the complexity of cutting, but it simplifies welding.

В варианте, показанном на фиг. 5в, щели прямые, что упрощает изготовление пластинок, но менее благоприятно с точки зрения сварки. In the embodiment shown in FIG. 5c, the slots are straight, which simplifies the manufacture of plates, but is less favorable from the point of view of welding.

Фиг. 5с демонстрирует компромисс между двумя предыдущими вариантами: щели одной пластины прямые, но снабжены опорными скосами для пластин другого набора. FIG. 5c shows a compromise between the two previous options: the slots of one plate are straight, but equipped with support bevels for the plates of another set.

Пластинки решетки снабжены средствами зажимания стержней, включающими в себя опорные выступы, выполненные в наружных пластинах, и совокупности выступ-пружина во внутренних пластинах. В варианте исполнения изобретения, показанном на фиг. 6, где направляющие трубы 4 имеют диаметр, превышающий диаметр стержней, опорные выступы вблизи ячеек, содержащих направляющие трубы, должны быть устранены. The plates of the lattice are equipped with means for clamping the rods, including support protrusions made in the outer plates, and a combination of the protrusion-spring in the inner plates. In the embodiment of the invention shown in FIG. 6, where the guide tubes 4 have a diameter greater than the diameter of the rods, the support protrusions near the cells containing the guide tubes must be removed.

Общеизвестно, что в ячейках стержни могут поддерживаться в пяти точках, распределенных на 120^o в трех направлениях. Две пластинки 27 и 28, которые ограничивают ячейку (фиг. 5-7), снабжены выступами 29, расположенными на двух различных уровнях. Одна из пластинок третьего набора 30 содержит вырезанную и деформированную пружину 31. Если выступы 29 расположены близко от щелей, то предпочтительно их образовывать частями вырезанными в форме мостов малой ширины, при этом отверстие под мостом идет в продольном направлении пластинки. Выступы и пружины могут иметь одинаковую ширину. Однако, могут быть использованы и выступы, например, в виде полукнопки, как это описано во французском патенте N 9009446.It is well known that in cells the rods can be supported at five points, distributed at 120 ^o in three directions. Two plates 27 and 28, which limit the cell (Fig. 5-7), are provided with protrusions 29 located at two different levels. One of the plates of the third set 30 contains a cut and deformed spring 31. If the protrusions 29 are located close to the slots, it is preferable to form them in parts cut in the form of bridges of small width, with the hole under the bridge going in the longitudinal direction of the plate. The protrusions and springs may have the same width. However, protrusions can be used, for example, in the form of a half-button, as described in French patent N 9009446.

Как это указано выше, пластинки должны быть локально деформированы для создания в ячейках достаточных размеров для входа направляющих труб 4 (фиг. 6). Так как различие диаметров направляющих труб 4 и топливных стержней 7 является значительным, эта деформация должна затрагивать ячейки, смежные с теми, в которые входят направляющие трубы. В этом случае деформация пластинки заменяется игрой двух выступов, расположенных в продольном направлении стержней, как это показано на фиг. 6 9, при этом стержень поддерживается в четырех точках, две из которых образованы выступами пластинок 32, а две другие пружинами 31. As indicated above, the plates must be locally deformed to create sufficient sizes in the cells for the entrance of the guide pipes 4 (Fig. 6). Since the difference between the diameters of the guide tubes 4 and the fuel rods 7 is significant, this deformation should affect cells adjacent to those that include the guide tubes. In this case, the deformation of the plate is replaced by the game of two protrusions located in the longitudinal direction of the rods, as shown in FIG. 6 9, while the rod is supported at four points, two of which are formed by the protrusions of the plates 32, and the other two by springs 31.

В том случае, когда промежуточные решетки изготовлены из сплава на основе циркония, как и направляющие трубы 4, они могут закрепляться сваркой на трубах. Для этого пластинки могут быть продолжены расположенными вокруг направляющих труб выступающими язычками 33 (фиг. 10), которые могут быть приварены к направляющим трубам контактной сваркой. In the case when the intermediate lattices are made of an alloy based on zirconium, as well as the guide tubes 4, they can be fixed by welding on the pipes. For this, the plates can be continued by the protruding tongues 33 located around the guide tubes (Fig. 10), which can be welded to the guide tubes by resistance welding.

Для облегчения сборки между внутренними и внешними пластинами, образующими оболочку, предпочтительно изгибать концевые части 34 внутренних пластинок, таким образом, чтобы они пересекались под углом 90^o с внешними пластинками, образующими оболочку 35 (фиг. 11). Такое расположение позволяет снабжать внутренние пластинки штырями, входящими в щели, предусмотренные в оболочке, до проведения сварки.To facilitate assembly between the inner and outer plates forming the shell, it is preferable to bend the end portions 34 of the inner plates so that they intersect at an angle of 90 ^° with the outer plates forming the shell 35 (Fig. 11). This arrangement allows you to supply the internal plate with the pins included in the slots provided in the shell before welding.

Внешние пластинки могут соединяться по краям оболочки, как это показано на фиг. 11, или же на ее сторонах. Это крепление может быть реализовано аналогично соединению внутренних пластинок между собой, за счет сварки электронным пучком или лазером. The outer plates may be connected at the edges of the shell, as shown in FIG. 11, or on its sides. This fastening can be implemented similarly to the connection of the internal plates with each other, due to welding by an electron beam or laser.

Как указывалось ранее, могут быть также использованы промежуточные решетки, образованные пластинками из сплава, сохраняющего свои свойства при воздействии радиации, например, из "Инконел 718". В этом случае пластинки могут иметь меньшую толщину, чем в случае использования материала "Циркалой" и быть спаяны в точках их пересечения. As mentioned earlier, intermediate gratings formed by alloy plates retaining their properties when exposed to radiation, for example, from Inconel 718, can also be used. In this case, the plates can have a smaller thickness than in the case of using the material "Circular" and be soldered at the points of intersection.

В другом варианте выполнения изобретения, сборка имеет триста двенадцать стержней, распределенных по узлам сети с шагом 12,75 мм. Опорный каркас содержит пятнадцать направляющих труб, установленных съемно на наконечниках, и три направляющих трубы, расположенных в линию с распорками. Крайние решетки изготовлены из материала "Инконел 718", а промежуточные решетки из материала "Циркалой". Эти размеры приводят к необходимости выбрать общую ширину 1,8 мм для выступов и пружин. Высота пластинок является одинаковой для промежуточных решеток и крайних решеток. Толщина внутренних пластинок порядка 0,4 мм была признана удовлетворительной. В случае изготовления решеток из материала "Циркалой" толщина должна быть увеличена. In another embodiment, the assembly has three hundred and twelve rods distributed over the nodes of the network with a pitch of 12.75 mm. The supporting frame contains fifteen guide pipes mounted removably on the tips, and three guide pipes arranged in a line with spacers. The extreme lattices are made of Inconel 718 material, and the intermediate lattices are made of Circular material. These dimensions make it necessary to select a total width of 1.8 mm for the protrusions and springs. The height of the plates is the same for intermediate gratings and extreme gratings. The thickness of the inner plates of the order of 0.4 mm was found to be satisfactory. In the case of manufacturing gratings from the material "Circular" the thickness should be increased.

Claims (10)

1. Ядерная топливная сборка для реактора, в котором для охлаждения и замедления используется легкая вода, содержащая опорный каркас, имеющий два наконечника, соединенных между собой при помощи направляющих труб, и содержащий решетки, распределенные вдоль топливной сборки, каждая из решеток ограничивает ячейки, часть из которых пересекают направляющие трубы, а сквозь другую часть проходят топливные стержни, снабжена средствами, которые удерживают топливные стержни в узлах регулярной треугольной сети и прикреплена к по меньшей мере некоторым из направляющих труб, образующим первую группу направляющих труб, верхний наконечник содержит верхнюю часть, имеющую цилиндрическую гильзу, обладающую возможностью скользить в вертикальном направлении на нижней цилиндрической части, прикрепленной к поддерживающей плите, и пружины, опирающиеся на поддерживающую плиту и стремящиеся приподнять верхнюю часть, отличающаяся тем, что верхний наконечник содержит также нижнюю часть, включает колокол перехода от шестиугольного поперечного сечения к цилиндрическому участку, и переходную плиту, имеющую разборное соединение только с некоторыми из направляющих труб, трубчатые распорки, ограничивающие взаимное удаление переходной плиты и поддерживающей плиты, установлены в линию с направляющими трубами другой группы, причем упомянутые пружины сжаты между переходной и поддерживающей плитами, каждая решетка образована связанными между собой пластинками, разграничивающими ячейки. 1. A nuclear fuel assembly for a reactor in which light water is used for cooling and deceleration, comprising a support frame, two tips connected to each other by guide tubes, and containing grids distributed along the fuel assembly, each of the grids delimits the cells, part of which guide tubes cross and fuel rods pass through the other part, provided with means that hold the fuel rods in nodes of a regular triangular network and attached to at least some From the guide tubes forming the first group of guide tubes, the upper tip contains an upper part having a cylindrical sleeve that can slide vertically on the lower cylindrical part attached to the supporting plate, and springs resting on the supporting plate and tending to lift the upper part, characterized in that the upper tip also contains a lower part, includes a transition bell from a hexagonal cross section to a cylindrical section, and a transition a cast having collapsible connection only with some of the guide tubes, tubular spacers restricting mutual removal of the adapter plate and the supporting plate are installed in line with the guide pipes of another group, said springs being compressed between the adapter and supporting plate, each lattice is formed by interconnected plates delimiting cells. 2. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что пружины размещены вокруг распорок. 2. The assembly according to claim 1, characterized in that the springs are placed around the spacers. 3. Сборка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что трубчатые распорки имеют одинковое отверстие с направляющими трубами и выполнены с возможностью введения стержней, принадлежащих к командному набору или набору изменения спектра. 3. The assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the tubular spacers have a single hole with guide tubes and are configured to introduce rods belonging to a command set or a set of spectrum changes. 4. Сборка по п.3, отличающаяся тем, что направляющие трубы второй группы опираются на распорки, последние имеют опорный фланец на переходной плите и резьбовую концевую часть, выполненную с возможностью навинчивания гайки регулировки максимального удаления между переходной и поддерживающей плитами. 4. The assembly according to claim 3, characterized in that the guide tubes of the second group are supported by spacers, the latter have a support flange on the adapter plate and a threaded end part made with the possibility of screwing the maximum removal nut between the adapter and the supporting plate. 5. Сборка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что средство закрепления переходной плиты на направляющих трубах содержит винт, блокированный от проворота после зажима на концевых патрубках направляющих труб. 5. The assembly according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the means for securing the adapter plate on the guide pipes contains a screw that is locked from turning after being clamped on the end pipes of the guide pipes. 6. Сборка по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что пластинки выполнены с возможностью соединения по две в замок, средства зажима стержней содержат выступы, размещенные под углом 120^o на стенках ячейки относительно пружины, выполненной на другой стороне.6. Assembly according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the plates are made to connect two in a lock, means for clamping the rods contain protrusions placed at an angle of 120 ^o on the walls of the cell relative to the spring, made on the other side. 7. Сборка по п. 6, отличающаяся тем, что выступы и пружины вырезаны в стенке пластинки и создают опору для стержня в пяти точках. 7. The assembly according to claim 6, characterized in that the protrusions and springs are cut out in the wall of the plate and create support for the rod at five points. 8. Сборка по одному из пп.1 7, отличающаяся тем, что направляющие трубы имеют диаметр больше диаметра топливных стержней, при этом пластинки деформированы вокруг ячеек для приема труб, причем деформация простирается на смежные ячейки. 8. Assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the guide tubes have a diameter greater than the diameter of the fuel rods, while the plates are deformed around the cells for receiving pipes, and the deformation extends to adjacent cells. 9. Сборка по одному из пп.1 8, отличающаяся тем, что внутренние пластинки каждой решетки изогнуты на концах с возможностью их стыковки с внешними пластинками под углом 90^o.9. The assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner plates of each lattice are curved at the ends with the possibility of their joining with the outer plates at an angle of 90 ^o . 10. Сборка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что пластинки снабжены в местах перекрещивания прямыми щелями со скосами. 10. The assembly according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the plates are provided at the intersection with straight slots with bevels.

Images