RU2364962C1 - Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора - Google Patents
Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364962C1 RU2364962C1 RU2008115912/06A RU2008115912A RU2364962C1 RU 2364962 C1 RU2364962 C1 RU 2364962C1 RU 2008115912/06 A RU2008115912/06 A RU 2008115912/06A RU 2008115912 A RU2008115912 A RU 2008115912A RU 2364962 C1 RU2364962 C1 RU 2364962C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel assembly
- lattice
- plate
- grooves
- blades
- Prior art date
Links
Images
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
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- 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
-
- 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
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/3432—Grids designed to influence the coolant, i.e. coolant mixing function
-
- 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)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам ядерных реакторов, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), служащим для предотвращения выхода твэлов (тепловыделяющих элементов) за пределы активной зоны и выравнивания температуры теплоносителя на выходе из ТВС. Отбойная решетка ТВС выполнена в виде пластины с параллельными друг другу сквозными щелевыми пазами и со сквозным отверстием в центре, при этом с одной из сторон пластины на перемычках между пазами выполнены лопасти в виде пластин, наклонных к продольной оси ТВС. Изобретение направлено на повышение конструкционной прочности и жесткости решетки, улучшение перемешивания теплоносителя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к атомной промышленности, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), служащим для предотвращения выхода твэлов (тепловыделяющих элементов) или их фрагментов за пределы активной зоны, а также для выравнивания температуры теплоносителя на выходе из ТВС.
Из уровня техники известна отбойная решетка ТВС реактора ВВЭР-440 щелевого типа, например, 440.01.004-01, выполненная в виде шестигранной пластины толщиной 2 мм. Решетка имеет 21 паз для прохода теплоносителя (ширина паза 7 мм, перемычка между пазами 4, 5 мм) и отверстие под центральную трубу. Решетка устанавливается на нижнем торце корпуса головки и соединяется с ней посредством сварки по трем углам. Материал решетки - сортовой прокат из нержавеющей стали типа Х18Н10Т (А.Н.Брик, Д.А.Олексюк. Методика учета влияния неполного перемешивания теплоносителя на показания кассетных термопар реакторов ВВЭР-440. 16-й симпозиум AFR по физике и безопасности реакторов ВВЭР, Братислава, Словакия, 25-29 сентября, 2006 г.).
Недостатком известной решетки является неполное перемешивание теплоносителя на выходе из ТВС, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик реактора, а также небольшая конструкционная прочность и жесткость.
Задачей изобретения является повышение гидравлических и прочностных характеристик решетки.
Задача решается тем, что отбойная решетка ТВС, выполненная в виде пластины с параллельными друг другу сквозными щелевыми пазами и со сквозным отверстием в центре, при этом с одной из сторон пластины на перемычках между пазами выполнены лопасти.
Выполнение лопастей с одной из сторон пластины на перемычках между пазами обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении конструкционной прочности и жесткости решетки, в улучшении перемешивания теплоносителя, а следовательно, и в улучшении эксплутационных характеристик реактора.
В частных вариантах выполнения изобретения лопасти выполнены в виде плоских пластин, которые наклонены под углом к продольной оси ТВС, например под углом 15-20° в сторону выхода теплоносителя, что обеспечивает дополнительное улучшение перемешивания теплоносителя за счет закручивания его потока.
Пазы и перемычки с лопастями могут быть сгруппированы в по меньшей мере два ряда и расположены под углом друг к другу в плоскости решетки. В частности, при выполнении пластины в виде шестигранника пазы и перемычки с лопастями сгруппированы в три ряда и расположены под углом 120° друг к другу в плоскости решетки.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена предложенная отбойная решетка, вид спереди.
На фиг.2 то же, вид сбоку.
Отбойная решетка состоит из пластины 1 в форме шестигранника с параллельными друг другу щелевыми пазами 2, с лопастями 3, выполненными в виде плоских пластин, расположенных с одной из сторон пластины 1 на перемычках 5 между пазами 2, и со сквозным отверстием 4 в центре, выполненным под центральную трубу ТВС. Пазы 2 и перемычки 5 между ними с лопастями 3 сгруппированы в три ряда и расположены под углом 120° друг к другу в плоскости решетки. Отбойную решетку изготавливают из стали Х18Н10Т.
Были проведены сравнительные испытания наиболее близкого аналога и предложенной решетки.
Для проведения сравнительных расчетов модели решеток нагружались равномерно распределенным давлением от скоростного напора теплоносителя, составляющим 4,87 кПа при максимальном расходе теплоносителя 130 м3/ч.
Оценка гидравлического сопротивления решеток показала, что дополнительное сопротивление предложенной решетки за счет закручивания теплоносителя на 15° при отношении длины к толщине пластинок 5:1 невелико и не превышает 15%.
Представленные в таблице 1 результаты расчетов напряженно-деформированного состояния (НДС) показали, что в известной решетке наибольшие прогибы имеют место в свободных углах решетки, наибольшие эквивалентные напряжения - вблизи контура сетки в углах приварки ее к головке. В центральной части наибольшие напряжения имеют место в районе пазов, идущих от углов приварки решетки к головке. В предложенной решетке наибольшие прогибы имеют место в центре, а наибольшие эквивалентные напряжения - вблизи контура сетки в углах приварки ее к головке.
Максимальные напряжения предложенной решетки значительно ниже известной, что свидетельствует о ее большей конструкционной прочности. Жесткость и динамические характеристики предложенной решетки также на порядок выше, чем у известной (см. табл.1, 2). Анализ показывает, что максимальные эквивалентные напряжения в заявляемой решетке значительно ниже допускаемых напряжений для любого состояния металла, в связи с чем можно уменьшить ширину перемычек между пазами, например, до 3-4 мм и увеличить за счет этого ширину паза, что компенсирует некоторое увеличение гидравлического сопротивления решетки за счет введения лопастей.
Для анализа динамических характеристик известной и предложенной решеток использовался метод ударного возбуждения, который позволяет одновременно получать частотные спектры внешнего воздействия (силы) и отклика (ускорения) точек изделия от приложенной силы.
Представленные в таблице 2 результаты динамических испытаний показали, что амплитудно-частотные характеристики ускоряемости у предложенной решетки более оптимальны, чем у известной.
Предлагаемая конструкция отбойной решетки при незначительном изменении гидравлического сопротивления обладает повышенной конструктивной прочностью и жесткостью, обеспечивает лучшее перемешивание теплоносителя, что приводит к улучшению характеристик реактора, например, ВВЭР-440.
Таблица 1 Результаты расчетов НДС |
||
Известная решетка | Заявляемая решетка | |
Эквивалентное напряжение, МПа | 32,8 | 8,8 |
Прогиб, мм | 0,051 | 0,002 |
Таблица 2 Результаты динамических испытаний для первой формы колебаний |
||
Известная решетка | Заявляемая решетка | |
Частота, Гц | 1932 | 2475 |
Ускоряемость, (m/s2)/N | 10800 | 9870 |
Модальная скорость затухания, % | 0,123 | 0,109 |
Claims (4)
1. Отбойная решетка тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора, выполненная в виде пластины с параллельными друг другу сквозными щелевыми пазами и со сквозным отверстием в центре, отличающаяся тем, что с одной из сторон пластины на перемычках между пазами выполнены лопасти, выполненные в виде плоских пластин, которые наклонены под углом к продольной оси ТВС.
2. Отбойная решетка по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона лопасти к продольной оси ТВС составляет 15-20°.
3. Отбойная решетка по п.1, отличающаяся тем, что пазы и перемычки с лопастями сгруппированы в по меньшей мере два ряда и расположены под углом друг к другу в плоскости решетки.
4. Отбойная решетка по п.3, отличающаяся тем, что пластина выполнена в виде шестигранника, а пазы и перемычки с лопастями сгруппированы в три ряда и расположены под углом 120° друг к другу в плоскости решетки.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115912/06A RU2364962C1 (ru) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
PCT/RU2009/000078 WO2009131488A1 (ru) | 2008-04-24 | 2009-02-19 | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
EP09735147.2A EP2287851B1 (en) | 2008-04-24 | 2009-02-19 | Baffle grid of a nuclear reactor fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115912/06A RU2364962C1 (ru) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364962C1 true RU2364962C1 (ru) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008115912/06A RU2364962C1 (ru) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2287851B1 (ru) |
RU (1) | RU2364962C1 (ru) |
WO (1) | WO2009131488A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019132697A1 (ru) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1088022A (en) * | 1964-02-13 | 1967-10-18 | Atomic Energy Authority Uk | Nuclear fuel assemblies |
RU2088982C1 (ru) * | 1992-02-07 | 1997-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
JPH1164557A (ja) * | 1997-08-20 | 1999-03-05 | Toshiba Corp | 燃料集合体 |
JP4300011B2 (ja) * | 2002-04-01 | 2009-07-22 | 株式会社東芝 | 冷却材炉心入口構造 |
RU2294570C1 (ru) * | 2005-12-05 | 2007-02-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2317600C1 (ru) * | 2006-04-17 | 2008-02-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
-
2008
- 2008-04-24 RU RU2008115912/06A patent/RU2364962C1/ru active IP Right Revival
-
2009
- 2009-02-19 EP EP09735147.2A patent/EP2287851B1/en not_active Not-in-force
- 2009-02-19 WO PCT/RU2009/000078 patent/WO2009131488A1/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. - М.: Атомиздат, 1980, с.96, 97. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019132697A1 (ru) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
RU2742042C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2021-02-02 | Акционерное Общество "Твэл" | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2287851A4 (en) | 2014-05-14 |
EP2287851B1 (en) | 2015-12-16 |
EP2287851A1 (en) | 2011-02-23 |
WO2009131488A1 (ru) | 2009-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100887054B1 (ko) | 원자로의 연료집합체용 감소된 압력강하를 갖는 파편 필터링 하부노즐 | |
RU2742042C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
CA2677871C (en) | Tube support plate of steam generator | |
RU2364962C1 (ru) | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
RU2389090C2 (ru) | Опорная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
WO2002059903A1 (de) | Verfahren zur vermeidung von reibungsschäden an brennstäben, entsprechendes kernreaktor-brennelement, dafür verwendete mittel und entsprechender abstandhalter | |
EP2985582A1 (de) | Prüfvorrichtung und Prüfverfahren zum Ermitteln einer Materialermüdung sowie Schaufelklauenprüfkörper | |
RU75777U1 (ru) | Отбойная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
Kamaya et al. | A study on the evolution of crack networks under thermal fatigue loading | |
US5024808A (en) | Combined support column and guide tube for use in a nuclear reactor | |
RU2473989C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
Gad-el-Hak et al. | Experimental investigation of jet cross-flow induced vibration of a rod bundle | |
RU2419898C1 (ru) | Опорная решетка для тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
Li et al. | Influence of dent on residual ultimate strength of 2024-T3 aluminum alloy plate under axial compression | |
DE03816677T1 (de) | Anlage zur behandlung von wasser mittels flotation | |
RU2308775C1 (ru) | Опорная решетка для тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
RU78360U1 (ru) | Опорная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
WO2017012265A1 (zh) | 安全壳再循环过滤器 | |
RU2533168C1 (ru) | Опорная решетка-фильтр для тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
EA032448B1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
CN107741182A (zh) | 一种多点***冲击波波阵面压力不均匀性测量装置 | |
Xie et al. | Fatigue crack growth under mixed mode I-II loading with a single tensile overload at negative load ratios | |
KR101393497B1 (ko) | 계단형 강선정착블록 | |
JP2017180023A (ja) | 飛来物防護設備およびプラント設備 | |
Gad-el-Hak et al. | Experimental Investigation of Combined Axial Flow and Jet Cross-Flow on PWR Mock-Up Array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100425 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110110 |