Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВДЕНИЯ ТВЭЛА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к способу изготовления тепловыделяющего элемента (твэла) ядерного реактора.

Известен способ изготовления твэла дисперсионного типа, при котором в заготовку оболочки твэла в соответствующей доле помещают материал матрицы, его расплавляют, а на зеркало расплава матричного материала непрерывно подают в недостающей доле частицы делящегося материала при одновременном вибрировании и охлаждают, см. патент РФ №2374705, кл. G21C 21/02, 2009.

Такой способ не обеспечивает необходимой плотности делящегося материала в твэле.

Известен также способ изготовления твэла контейнерного типа, основными операциями в котором являются: изготовление таблеток делящегося материала, заключение таблеток в заготовку оболочки твэла, ограничение сердечника из таблеток отражателем и пружиной, организация газосборника, вакуумирование и герметизация, см. А.Г.САМОЙЛОВ. «Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1985, с.50.

Недостатком такого способа изготовления твэла является наличие переменного по высоте газового зазора между стенкой оболочки твэла и таблетками делящегося материала, что приводит к асимметричной розе тепловых потоков в поперечных сечениях твэла и непосредственному контакту конструкционного и делящегося материалов.

Технической задачей изобретения является повышение теплопроводности между внутренней поверхностью оболочки твэла и таблетками делящегося материала.

Поставленная задача решается путем заполнения зазора между боковой поверхностью таблеток из делящегося материала и внутренней поверхностью оболочки твэла контактным материалом, металлом, например магнием, или сплавом, например силумином.

Изготовление твэла реализуют в два этапа.

На первом - в одну часть заготовки оболочки твэла помешают контактный материал в виде цилиндра, таблетки делящегося материала, пружину, сжатую хвостовиком, сваривают, вакуумируют, герметизируют, нагревают до температуры плавления контактного материала и охлаждают.

На втором - через переходник дополняют другой частью заготовки оболочки твэла с отражателем и газосборником.

На чертеже приведена схема осуществления способа изготовления твэла ядерного реактора.

В часть 1 заготовки оболочки твэла с переходником 2, помещают контактный материал в виде стержня 3, таблетки 4 из делящегося материала, пружину 5, сжатую хвостовиком 6, сваривают, вакуумируют и герметизируют.

Нагревают до плавления контактного материала и охлаждают.

По оси переходника 2 формируют канал до контактного материала и дополняют другой частью 1 заготовки оболочки твэла с отражателем 7, газосборником 8 и концевой деталью 9, через которую вакуумируют полость газосборника.

После механической и химической подготовки герметизируют методом аргонно-дуговой сварки.

В качестве стержня 3 контактного материала применяют металлы магний, натрий, свинец, сплавы свинец - висмут, медь - магний, алюминий - кремний - никель.

Использование изобретения позволяет повысить:

- теплопроводность в радиальном направлении,

- эффективность и надежность при использовании твэла в рабочих условиях.