RU2524172C1 - Способ изготовления дистанционирующей решетки - Google Patents
Способ изготовления дистанционирующей решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524172C1 RU2524172C1 RU2013112140/07A RU2013112140A RU2524172C1 RU 2524172 C1 RU2524172 C1 RU 2524172C1 RU 2013112140/07 A RU2013112140/07 A RU 2013112140/07A RU 2013112140 A RU2013112140 A RU 2013112140A RU 2524172 C1 RU2524172 C1 RU 2524172C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cells
- fuel
- spacer
- manufacturing
- elements
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов. Способ изготовления ячеек дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки включает изготовление ячеек с внутренними выступами, закрепление их между собой и ободом, последующий отжиг. На конечном этапе изготовления дистанционирующей решетки в ее ячейках создают определенные остаточные напряжения, за счет которых при эксплуатации ТВС в реакторных условиях внутренний вписанный диаметр ячеек постепенно уменьшается, обеспечивая более плотный контакт с твэльными оболочками. 2 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к тепловыделяющим сборкам (ТВС) для ядерных реакторов.
Предшествующий уровень техники
Дистанционирующие решетки (ДР) современных бесчехловых ТВС имеют ряд особенностей, среди которых можно отметить высокую скорость ползучести материала ячеек ДР в реакторных условиях. В реакторных условиях за счет радиационной ползучести материала ячеек ДР, выполняющихся, как правило, из циркониевых сплавов, и контактного взаимодействия ячеек с твэльными оболочками, происходит увеличение внутреннего вписанного диаметра ячеек. С учетом уменьшения диаметра твэльных оболочек, характерного для начального и среднего периода эксплуатации ТВС, между ячейками ДР и твэльными оболочками, обычно появляется зазор, и условия контактного взаимодействия оболочек твэлов с ДР качественно изменяются, так как в этом случае твэлы могут контактировать с ячейками ДР не по трем пуклевкам, как обычно бывает в самом начале эксплуатации, а по двум или по одной пуклевке. Таким образом, надежность фиксации твэльных оболочек ухудшается, и в контактных парах «твэл-ячейка ДР» при воздействии пульсирующих нагрузок со стороны потока теплоносителя, могут возникнуть взаимные перемещения, что, в принципе, может привести к проблемам, связанным с фреттинг-износом твэльных оболочек.
Известен способ изготовления дистанционирующих решеток (Патент РФ №2322710 "Способ изготовления дистанционирующих решеток для тепловыделяющей сборки ядерного реактора", заявлен 02.05.2006, МПК G21C 3/344), включающий механическую формовку отдельных ячеек, набор их в поле с введением в отверстия под направляющие каналы и трубу центральную технологических вкладышей, размер которых учитывает деформацию дистанционирующей решетки при сварке и термообработке. Данный способ изготовления обладает тем недостатком, что не учитывает условия взаимодействия твэльных оболочек с ячейками дистанционирующих решеток как в процессе сборки пучка, так и при последующей эксплуатации.
Известен способ изготовления дистанционируюшей решетки (Патент РФ №2360306 "Способ дистанционирующих решеток тепловыделяющей сборки ядерного реактора и устройство для его осуществления", заявлен 19.04.2007, МПК G21C 3/34, G21C 2/00), включающий размещение ячеек в ободе и сварку их между собой и ободом. После отжига ячейки контролируют при помощи шаров-калибров и по результатам контроля выполняют дорновку или обжим ячеек для получения нужного вписанного диаметра отверстия чяеек под установку твэл. Недостатком данного решения является также неучет последующих условий взаимодействия твэльных оболочек с ячейками дистанционирующих решеток как в процессе сборки пучка, так и при последующей эксплуатации.
Известен способ изготовления дистанционирующей решетки (Патент РФ №2256960 "Дистанционирующая решетка и способ изготовления дистанционирующей решетки", заявлен 22.10.2003 МПК G21C 3/34, G21C 21/00), при котором на сопрягаемых поверхностях фигурных ячеек выполнены монтажные площадки с калиброванием их до заданного размера наружной поверхности путем пластической деформации заготовок и последующей термофиксацией. Данный способ изготовления дистанционирующих решетек позволят уменьшить отклонения размера "под ключ" дистанционирующей решетки. Но он также не решает вопросов, связанных с оптимизацией условий взаимодействия твэльных оболочек с ячейками ДР в реакторных условиях.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления дистанционирующих решеток /2/, что и принимаем за прототип.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является улучшение термомеханического поведения тепловыделяющей сборки при эксплуатации.
Задачей изобретения является оптимизация взаимодействия оболочек твэлов с ячейками дистанционирующих решеток в процессе эксплуатации, уменьшение вероятности возникновения зазоров между твэльными оболочками и ячейками дистанционирующих решеток в процессе эксплуатации.
Техническим результатом изобретения является создание технологии изготовления ячеек дистанционирующих решеток, способствующей уменьшению зазоров между твэльными оболочками и ячейками в процессе эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что предлагается способ изготовления ячеек дистанционирующей решетки (1) тепловыделяющей сборки, включающий изготовление ячеек (2) с внутренними выступами (3), закрепленные между собой и ободом (4) с последующим отжигом. Новым является то, что на конечном этапе изготовления дистанционирующей решетки в ячейках (2) создают определенные остаточные напряжения, за счет которых при эксплуатации ТВС в реакторных условиях внутренний вписанный диаметр ячеек постепенно уменьшается, обеспечивая более плотный контакт с твэльными оболочками.
При данном способе изготовления используется эффект частичного возврата формы ячеек дистанционирующих решеток после их пластического деформирования за счет релаксации остаточных напряжений в материале ячеек в условиях, при которых проявляется ползучесть конструкционных материалов, в том числе в реакторных условиях. Возврат формы ячеек ДР в реакторных условиях должен приводить к постепенному уменьшению внутреннего вписанного диаметра ячеек за счет релаксации остаточных напряжений в материале ячеек.
Данное решение позволяет обеспечить более длительную работу контактной пары «твэл-ячейка ДР» в упругой области и более надежную фиксацию твэльных оболочек при эксплуатации. Данное решение также может быть использовано в целях уменьшения начальных упругих натягов в контактных парах «твэл-ячейка ДР», что приведет к снижению максимальных усилий в элементах ТВС, возникающих в ходе эксплуатации при избыточном удлинении твэлов относительно направляющих каналов.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - дистанционирующая решетка;
фиг.2 - ячейка с внутренними выступами.
Варианты осуществления изобретения
Способ изготовления ячеек дистанционирующей решетки (1) тепловыделяющей сборки включает изготовление ячеек (2) с внутренними выступами (3), закрепление их между собой и ободом (4), последующий отжиг. На конечном этапе изготовления дистанционирующей решетки в ее ячейках создают определенные остаточные напряжения, за счет которых при эксплуатации ТВС в реакторных условиях внутренний вписанный диаметр ячеек постепенно уменьшается, обеспечивая более плотный контакт с твэльными оболочками.
Для создания необходимых остаточных напряжений в материале ячеек ДР, при которых в реакторных условиях должно происходить постепенное уменьшение внутреннего вписанного диаметра ячеек вследствие протекания процессов релаксации за счет радиационной ползучести материала ячеек, предлагается на этапе штамповки ячеек использовать такую настройку оборудования, при которой внутренний вписанный диаметр ячеек, получаемый после их штамповки и последующего отжига, был бы заведомо меньше проектного значения (для ячеек ДР ТВС для ВВЭР - на величину порядка нескольких десятых долей миллиметра). Температура и длительность отжига может быть стандартной, при которой обеспечивается релаксация остаточных напряжений в материале ячеек ДР.
На последнем этапе изготовления дистанционирующей решетки, или при сборке пучка твэлов, необходимо вновь пластически деформировать ячейки в сторону увеличения их внутреннего вписанного диаметра с целью создания в ячейках внутренних остаточных напряжений, которые впоследствии при эксплуатации будут релаксировать за счет ползучести конструкционного материала ячеек, уменьшая их внутренний вписанный диаметр, осуществляя частичный возврат ячеек к первоначальной (до пластического деформирования) форме. Величина повторной пластической деформации ячеек ДР должна быть такой, при которой внутренний вписанный диаметр ячеек увеличивается на величину, приблизительно на порядок большую по сравнению с упругой деформацией ячеек (для ячеек ДР ТВС для ВВЭР - на величину порядка нескольких десятых долей миллиметра).
Для выполнения данной операции при сборке пучка твэлов предлагается использовать технологический дорн, вызывающий увеличение внутреннего вписанного диаметра ячеек ДР за счет пластического деформирования материала ячеек. При этом проектное значение внутреннего вписанного диаметра ячеек ДР после их раздорновки должно быть выбрано с учетом его последующего уменьшения в процессе эксплуатации за счет частичного возврата формы ячеек ДР в ходе релаксации остаточных напряжений в материале ячеек в реакторных условиях.
После выполнения пластического деформирования ячеек ДР с целью увеличения их внутреннего вписанного диаметра ячейки не должны подвергаться воздействиям, при которых возможны ползучесть либо пластическое деформирование их конструкционного материала вплоть до начала эксплуатации ТВС.
Промышленная применимость
Изобретение имеет промышленную применимость для активных зон реакторных установок отечественного производства типа ВВЭР и активных зон зарубежных PWR. Изобретение также может быть реализовано в любом промышленном теплообменном оборудовании, содержащем нагревательные элементы, сформированные в пучок, и дистанционирующие решетки.
Изобретение распространяется на любые виды дистанционирующих решеток сотового типа, используемые в активных зонах реакторных установок.
Предлагаемое изобретение позволит улучшить условия изготовления тепловыделяющей сборки, снизить вероятность фреттинг-износа тепловыделяющих элементов и уменьшить максимальные усилия в элементах ТВС в процессе эксплуатации.
Claims (1)
- Способ изготовления ячеек дистанционирующей решетки (1) тепловыделяющей сборки, включающий изготовление ячеек (2) с внутренними выступами (3), закрепление их между собой и ободом (4), последующий отжиг, отличающийся тем, что на конечном этапе изготовления дистанционирующей решетки в ее ячейках создают остаточные напряжения, за счет которых при эксплуатации ТВС в реакторных условиях внутренний вписанный диаметр ячеек постепенно уменьшается, как максимум на величину возможного зазора (Δ) между внутренними выступами и оболочкой твэла, обеспечивая более плотный контакт с твэльными оболочками.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112140/07A RU2524172C1 (ru) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Способ изготовления дистанционирующей решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112140/07A RU2524172C1 (ru) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Способ изготовления дистанционирующей решетки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2524172C1 true RU2524172C1 (ru) | 2014-07-27 |
Family
ID=51265259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013112140/07A RU2524172C1 (ru) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Способ изготовления дистанционирующей решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524172C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760570C2 (ru) * | 2019-10-14 | 2021-11-29 | Кепко Ньюклеар Фьюэл Ко., Лтд | Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора, имеющая структуру простой формы |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2255383C2 (ru) * | 2003-05-23 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
US7561654B2 (en) * | 2006-06-16 | 2009-07-14 | Global Nuclear Fuel - Americas, Llc | Nuclear fuel spacer assembly with debris guide |
US20090257546A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Westinghouse Electric Company Llc | Nuclear fuel assembly with a lock-support spacer grid |
-
2013
- 2013-03-20 RU RU2013112140/07A patent/RU2524172C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2255383C2 (ru) * | 2003-05-23 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора |
US7561654B2 (en) * | 2006-06-16 | 2009-07-14 | Global Nuclear Fuel - Americas, Llc | Nuclear fuel spacer assembly with debris guide |
US20090257546A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Westinghouse Electric Company Llc | Nuclear fuel assembly with a lock-support spacer grid |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760570C2 (ru) * | 2019-10-14 | 2021-11-29 | Кепко Ньюклеар Фьюэл Ко., Лтд | Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора, имеющая структуру простой формы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2997578B1 (en) | Nuclear fuel assembly design | |
KR101639096B1 (ko) | 피벗 딤플링된 그리드를 갖는 핵 연료 어셈블리 | |
RU2524172C1 (ru) | Способ изготовления дистанционирующей решетки | |
RU2340019C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
EP2088600A1 (en) | Core of a boiling water reactor | |
KR102605338B1 (ko) | 도플러 반응도 증대 장치 | |
US20090196391A1 (en) | Core of a Boiling Water Reactor | |
EP2329499B1 (en) | Nuclear fuel rod cladding tube, method and apparatus for manufacturing a cladding tube | |
CA2870516A1 (en) | Lower end plug with temperature reduction device and nuclear reactor fuel rod including same | |
KR102110210B1 (ko) | 핵연료 블록, 상기 핵연료 블록을 구비하는 노심, 상기 노심을 구비하는 초소형 고온가스로 | |
RU2532261C1 (ru) | Устройство дистанционирования тепловыделяющих элементов | |
Payot et al. | The SAIGA experimental program to support the ASTRID Core Assessment in Severe Accident Conditions | |
US10770188B2 (en) | Nuclear reactor fuel assembly and method for producing same | |
EP3170575B1 (en) | Method for manufacturing cylindrical member | |
RU2461086C2 (ru) | Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей | |
RU2322710C2 (ru) | Способ изготовления дистанционирующих решеток для тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
Shields Jr | Bow in experimental breeder reactor II reflector subassemblies | |
RU2351027C2 (ru) | Способ изготовления дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
KR101152301B1 (ko) | 이중냉각 환형 핵연료봉 및 이의 제조방법 | |
US10573417B2 (en) | Method for guaranteeing fast reactor core subcriticality under conditions of uncertainty regarding the neutron-physical characteristics thereof | |
RU2651263C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка и способ ее изготовления | |
RU2523676C1 (ru) | Тепловыделяющая сборка ядерного реактора | |
Oliveira et al. | Conservative performance analysis of a PWR nuclear fuel rod using the FRAPCON code | |
RU2195720C2 (ru) | Способ сборки тепловыделяющей сборки ядерного реактора | |
RU2682662C2 (ru) | Система управления реактивностью путем смещения потока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160321 |