Дистанционирующая решетка для тепловыделяющей сборки

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к средствам для фиксирования тепловыделяющих элементов. Дистанционирующая решетка для тепловыделяющей сборки содержит трубчатые ячейки с площадками, по которым каждая ячейка неразъемно соединена с соседними ячейками и между которыми на каждой ячейке выполнены гофры, в вершины которых в поперечном сечении вписывается окружность. На каждой ячейке гофры и упомянутые площадки выполнены на противоположных концевых частях ячейки. Изобретение позволяет создать дистанционирующую решетку с более «мягкими» ячейками, снижающими усилия при монтаже твэлов с дистанционирующими решетками во время изготовления тепловыделяющей сборки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к средствам для фиксирования тепловыделяющих элементов в реакторе.

Для обеспечения в течение всего срока эксплуатации тепловыделяющей сборки (ТВС) требуемого шага дистанционирования тепловыделяющих элементов (твэлов) используются дистанционирующие решетки (ДР), которые фиксируют тепловыделяющие элементы в поджатом состоянии. В отечественных энергетических реакторах тепловыделяющие элементы размещены в тепловыделяющих сборках по треугольной схеме, а для их дистанционирования применяются решетки сотового типа (см., например, патент RU 2152086 C1, опубл. 2000 г. - ближайший аналог). Особенностью решеток данного типа является то, что они формируются из отдельных ячеек, имеющих трубчатую форму. На обоих концах ячейки имеются плоские грани, по которым ячейка сопрягается при сборке (в процессе изготовления ДР) с соседними ячейками, а затем способом контактно-точечной сварки выполняется неразъемное соединение ячеек по этим граням, образуя поле ячеек дистанционирующей решетки сотового типа. Между сопрягаемыми с соседней ячейкой гранями в средней части ячейки выполнены гофры-пуклевки, имеющие форму криволинейной поверхности, вершины которых охватывают окружность. Диаметр этой окружности принято называть вписанным диаметром ячейки дистанционирующей решетки. За счет положительной разницы между диаметром твэла и вписанным диаметром ячейки ДР при монтаже твэла происходит деформация пуклевок, обеспечивающая его поджатие в готовой тепловыделяющей сборке.

К недостатку конструкции ближайшего аналога можно отнести достаточно высокую жесткость пуклевок из-за двустороннего защемления упругого элемента. Это приводит к высоким усилиям при монтаже твэлов с ДР во время изготовления ТВС. Для снижения усилий в технологический процесс изготовления ТВС вынуждены вводить операцию лакопокраски твэлов (наносится антифрикционное покрытие). Высокая жесткость также вызывает высокий уровень напряжений в пуклевках при их деформировании твэлом. Поэтому у ячеек ДР такой конструкции упругая область имеет небольшую величину, что может приводить к возникновению зазоров в соединении «твэл-ячейка ДР» как при изготовлении ТВС, так и при ее эксплуатации.

Задачей предлагаемого изобретения является создание ДР с более «мягкими» ячейками, снижающими усилия при монтаже твэлов с ДР во время изготовления ТВС.

Поставленная задача решается тем, что дистанционирующая решетка для тепловыделяющей сборки содержит трубчатые ячейки с площадками, по которым каждая ячейка неразъемно соединена с соседними ячейками и между которыми на каждой ячейке выполнены гофры, в вершины которых в поперечном сечении вписывается окружность, при этом на каждой ячейке гофры выполнены на одной из концевых частей ячейки и упомянутые площадки также выполнены на одной из концевых частей ячейки.

Кроме того, на каждой ячейке гофры и упомянутые площадки могут быть выполнены как на одной и той же концевой части ячейки, так и на противоположных концевых частях ячейки.

Также концевая часть ячейки, на которой выполнены гофры, расположена в проточке, выполненной на наружной поверхности нижней заглушки тепловыделяющей сборки для закрепления твэлов.

Кроме того, неразъемное соединение ячеек выполнено контактно-точечной сваркой.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, на которых изображено:

фиг.1 (а, б) - ДР по ближайшему аналогу (а) и неразъемное соединение ее ячеек в сечении А-А (б);

фиг.2 (а, б) - ячейки предлагаемой ДР в аксонометрии для расположения верхней (а) и нижней (б) заглушек твэл;

фиг.3 (а, б) - предлагаемая ДР (а) и неразъемное соединение ее ячеек в сечении Б-Б (б);

фиг.4 - ячейка предлагаемой ДР с расположенной в ней заглушкой твэла в аксонометрии.

ДР сотового типа по ближайшему аналогу (см. фиг.1) сформирована из отдельных ячеек 1, имеющих трубчатую форму, на обоих концах каждой из которых имеются плоские грани, по которым ячейка 1 сопрягается и неразъемно соединяется контактно-точечной сваркой в точках 2 с соседними ячейками 1, обеспечивая двустороннее защемление упругого элемента.

Предлагаемая ДР (фиг.2, 3), также как и ДР по ближайшему аналогу, сформирована из отдельных ячеек 1 трубчатой формы с образованием поля ячеек дистанционирующей решетки сотового типа. Отличие предлагаемой ДР заключается в том, что площадки 3, по которым ячейка 1 сопряжена и неразъемно соединена контактно-точечной сваркой в точках 2 с соседними ячейками 1 расположены на одном из концов ячейки 1, при этом пуклевки в виде гофр 4, имеющие форму криволинейной поверхности и расположенные между площадками 3, также выполнены на конце ячейки 1, противоположном расположению площадок 3.

ДР с ячейками 1, имеющими одностороннее (консольное) защемление твэлов 6, могут использоваться для закрепления твэлов 6 в тепловыделяющей сборке через верхнюю или нижнюю заглушку 5 (фиг.4). В этом случае на наружной поверхности заглушки 5 твэла 6 выполнена проточка, по которой идет поджатие гофрами 4 ячейки 1. Торец проточки препятствует выходу нижней заглушки 5 из зацепления с гофрами 4 ячейки 1. При демонтаже твэлов 6 надо приложить некоторое усилие на деформацию гофр 4 торцем нижней заглушки 5. Увеличенная упругая область гофр 4 позволяет обеспечить надежную фиксацию твэла 6 ячейкой 1. В этом случае отпадает необходимость использования узла крепления твэлов 6 в опорной решетке.

Придание ДР дополнительной функции узла крепления твэла 6 позволит снизить трудоемкость изготовления нижней решетки (за счет упрощения конструкции), а также сборки твэлов 6 в ТВС (за счет придания нижней заглушке формы технологического наконечника).

1. Дистанционирующая решетка для тепловыделяющей сборки, содержащая трубчатые ячейки с площадками, по которым каждая ячейка неразъемно соединена с соседними ячейками, и между которыми на каждой ячейке выполнены гофры, в вершины которых в поперечном сечении вписывается окружность, отличающаяся тем, что на каждой ячейке гофры и упомянутые площадки выполнены на противоположных концевых частях ячейки.

2. Дистанционирующая решетка по п.1, отличающаяся тем, что концевая часть каждой ячейки, на которой выполнены гофры, расположена в проточке на наружной поверхности верхней или нижней заглушки твэла.

3. Дистанционирующая решетка по п.1, отличающаяся тем, что неразъемное соединение ячеек выполнено контактно-точечной сварой.