Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКЕ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА (ВАРИАНТЫ)

Область техники

Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) для ядерных реакторов с водой под давлением.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора на легкой воде (Патент WO 02/075746 А1. Дата публикации 26.09.2002), содержащее набор плоских каналов, вытянутых в направлении протока теплоносителя от нижней входной до верхней выходной части. Каждый канал состоит из трех частей: входной, выходной и центральной. Центральная часть имеет расширение проходного сечения по сравнению с входной и выходной частями. В центральной части каждого канала установлены стержни, которые препятствуют прохождению твердых частиц.

Известно устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора типа PWR (Патент ЕР 1291883 А2. Дата публикации 12.03.2003), содержащее решетку, сформированную из тонких скоб, выступающих в аксиальном направлении. Решетка закреплена с помощью наконечников топливных стержней. Таким образом, проходное сечение для теплоносителя формируется из маленьких участков между решеткой и топливными стержнями.

Известно устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора на легкой воде (Патент WO 02/058075 А1. Дата публикации 25.07.2002), содержащее входную, выходную и центральную части, объединенные с помощью пластин, вытянутых в направлении протока теплоносителя. Пластины имеют волнообразную форму в трансверсальном направлении движению потока. Данная геометрия пластин предусматривает соединение их между собой с помощью сварки.

Наиболее близким прототипом является устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора (Патент US 5539793, приоритет 27.10.1994), содержащее набор перфорированных вставных втулок, устанавливаемых между верхней и нижней поверхностями нижней решетки.

Перфорация выполняется на всей поверхности втулок для получения максимального проходного сечения теплоносителя.

Недостатками вышеупомянутого устройства являются:

- сложность изготовления ввиду большого количества составляющих частей и большого количества операций по выполнению механической обработки;

- уменьшение проходного сечения для потока теплоносителя из-за задержания устройством частиц, приводящее к ухудшению условий охлаждения активной зоны вследствие снижения расхода теплоносителя через ТВС.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является обеспечение более высокого расхода теплоносителя через устройство для улавливания твердых частиц для обеспечения условий охлаждения активной зоны и меньшая зависимость изменения расхода теплоносителя от количества и размеров улавливаемых частиц, а также упрощение конструкции устройства и снижение ее материалоемкости.

Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенного суммарного проходного сечения для теплоносителя в устройстве для улавливания твердых частиц, устанавливаемом на входе в ТВС.

Поставленный технический результат достигается тем, что:

Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке содержит перфорированную пластину (1). Новым является то, что упомянутая пластина (1) выполнена волнообразной формы в поперечном потоку теплоносителя направлении.

По варианту устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке содержит перфорированную пластину (1). Новым является то, что упомянутая пластина (1) выполнена пилообразной формы в поперечном потоку теплоносителя направлении.

По варианту устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке содержит перфорированную пластину (1). Новым является то, что упомянутая пластина (1) выполнена в виде концентрических усеченных перфорированных конусов (2), установленных поочередно вершинами вверх и вниз.

По варианту устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке содержит перфорированную пластину (1). Упомянутая пластина (1) выполнена в виде концентрических усеченных пирамид (3), установленных поочередно вершинами вверх и вниз.

Перфорированная пластина может быть закреплена на пересекающих ее элементах жесткости (4).

Таким образом, предлагаемое устройство просто для изготовления, имеет достаточно большую площадь проходного сечения для теплоносителя, что уменьшает долю перекрытия сечения улавливаемыми частицами и снижает влияние на условия охлаждения активной зоны.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

фиг.1 - эскиз устройства для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора, выполненного в виде перфорированной волнообразной пластины (1);

фиг.2 - эскиз устройства для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора, выполненного в виде пластины (1), состоящей из перфорированных концентрических конусов (2), установленных поочередно вершинами вверх и вниз;

фиг.3 - эскиз устройства для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора (вид сверху), выполненного в виде пластины (1), состоящей из перфорированных концентрических усеченных пирамид (3), установленных поочередно вершинами вверх и вниз.

фиг.4 - эскиз устройства для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора, в разрезе с элементами жесткости (4);

Варианты осуществления изобретения

Устройство для улавливания твердых частиц содержит перфорированную, волнообразную или пилообразную пластину (1), которая может быть выполнена вариантно:

- с параллельным расположением вершин, фиг.1;

- в виде перфорированных концентрических конусов (2), установленных поочередно вершинами вверх и вниз, фиг.2 и 3;

- в виде перфорированных концентрических усеченных пирамид (3), установленных поочередно вершинами вверх и вниз с фиг.4.

Перфорированная пластина может быть закреплена на пересекающих ее элементах жесткости (4).

Теплоноситель проходит через перфорацию в пластинах, а твердые частицы задерживаются и находятся в объеме фильтра с внешней стороны пластины, не попадая в пространство пучка тепловыделяющих сборок.

Пространственное расположение перфорированной волнообразной пластины (1) позволяет увеличить проходное сечение для теплоносителя и сохранить высокий расход теплоносителя через устройство независимо от количества улавливаемых частиц.