Результат интеллектуальной деятельности: ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к ядерным реакторам, а более точно к их конструктивным элементам общего назначения, применяемым для фиксации трубного пучка, закрепленного на поверхности ядерного реактора, испытывающей при эксплуатации вибрационные и термические нагрузки.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является ядерный реактор, содержащий концентричный трубный пучок системы управления и защиты реактора, закрепленный на корпусе ядерного реактора, и пространственную ферму для обеспечения жесткости трубного пучка, включающую поперечные плиты с отверстиями для фиксации в них труб и стержни (В.П. Денисов, Ю.Г. Драгунов "Реакторная установка ВВЭР для электростанций", стр. 138-139, рис. 6.3, Москва, Изд. AT, 2002).

В известном ядерном реакторе через отверстия поперечных плит пропущены все трубы пучка системы управления и защиты ядерного реактора (СУЗ).

При транспортировке или землетрясении, когда ядерный реактор испытывает вибрацию, трубный пучок жестко зафиксирован от поперечных перемещений в отверстиях плит. Однако при разогреве ядерного реактора происходит термическое расширение его корпуса, в том числе и днища, вследствие чего начинает увеличиваться расстояние между трубами. Максимально большое поперечное перемещение при термическом расширении днища реактора наблюдается у периферийных рядов трубного пучка. Это перемещение ограничено размерами отверстий плит, поэтому в зоне соприкосновения периферийных труб с границей отверстия возникают напряжения, величина которых может быть выше допускаемых, из-за чего возможна потеря несущей способности силовой рамы и периферийно расположенных труб.

Недостатком известного ядерного реактора является его невысокий уровень надежности, т.к. существует вероятность потери несущей способности фермы из-за отсутствия компенсации термических расширений в (зоне фиксации периферийно расположенных корпусов приводов в решетках).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности ядерного реактора как при его транспортировке или землетрясении, так и при работе в штатном режиме.

Техническим результатом изобретения является обеспечение термического расширения периферийно расположенных труб при сохранении их жесткости при вибрационных и тепловых нагрузках.

Технический результат достигается тем, что в ядерном реакторе, содержащем концентричный трубный пучок системы управления и защиты реактора, закрепленный на корпусе ядерного реактора, и пространственную ферму для обеспечения жесткости трубного пучка, включающую поперечные плиты с отверстиями для фиксации в них труб и стержни, согласно изобретению пространственная ферма снабжена поперечными кольцевыми элементами с подпружиненными фиксаторами, трубный пучок расположен внутри кольцевых элементов, а на боковой поверхности плит выполнены выемки, в которых установлен периферийный ряд трубного пучка, подпружиненный со стороны кольцевых элементов, при этом плиты закреплены на внутренних рядах трубного пучка, а кольцевые элементы соединены между собой стержнями.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен ядерный реактор (общий вид), на фиг. 2 изображен узел фиксации трубного пучка (поперечный разрез А-А), на фиг. 3 изображен узел подпружинивания периферийного трубного пучка со стороны кольцевого элемента.

Ядерный реактор содержит корпус 1, на днище которого концентричным трубным пучком закреплены трубы 2 СУЗ ядерного реактора.

Для придания жесткости трубному пучку ядерный реактор снабжен пространственной фермой, которая закреплена на днище 1 и состоит из поперечных плит 3 с отверстиями, кольцевых элементов 4 и стержней 5, расположенных по высоте трубного пучка.

Плиты 3 закреплены на трубах 2, а кольцевые элементы 4 соединены между собой стержнями 5.

На боковой поверхности плит 3 выполнены профилированные выемки, например дугообразные или полукруглые, в которые устанавливают периферийный ряд труб 2, а в отверстиях плит 3 зафиксированы внутренние ряды трубного пучка. Трубы 2, расположенные в выемках и не зафиксированные таким образом с внешней стороны, могут радиально перемещаться при тепловом расширении днища 1 реактора, что обеспечивает высокую несущую способность конструкции пространственной фермы.

Однако при сильных вибрациях реактора, например при землетрясении, должен быть зафиксирован весь трубный пучок.

Внутренние ряды трубного пучка, расположенные в отверстиях плит 3, сохраняют свою жесткость при вибрациях, а периферийные, упирающиеся в плиту только по выемке, с внешней стороны не зафиксированы.

Для того чтобы исключить поперечные колебания периферийно расположенных труб 2 при вибрациях, трубный пучок располагают внутри кольцевых элементов 4. Кольца 4 снабжены подпружиненными фиксаторами, упирающимися в периферийные трубы 2. Фиксаторы могут быть выполнены в виде угольников 6, в которые вставлены пальцы 7, поджимающие трубы 2 через лапку 8. Поджатие лапки осуществляется с помощью пружины 9 и гайки 10.

Подпружиненный таким образом периферийный ряд труб 32 с внешней стороны оказывается зафиксированным при вибрации реактора, но в то же время может радиально перемещаться при расширении днища корпуса реактора под действием температурных нагрузок за счет сжатия пружины 9, на которую начинает давить труба 2 СУЗ.