×
29.06.2019
219.017.9cf1

ОПОРНАЯ РЕШЕТКА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), используемых преимущественно для реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-100. Опорная решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора выполнена в виде плиты с круглыми отверстиями для протока теплоносителя и круглыми отверстиями для установки ТВЭЛов, центральной трубы, а также несущих труб или направляющих каналов, при этом отверстия для протока теплоносителя расположены равномерно по шесть штук вокруг каждого из отверстий для установки ТВЭЛов, центральной трубы, а также несущих труб или направляющих каналов. Отверстия для протока теплоносителя выполнены двух различных диаметров и расположены вокруг каждого их указанных отверстий с чередованием отверстий двух диаметров. Изобретение направлено на повышение жесткости, прочности и технологичности решетки. 2 з.п.ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), используемых преимущественно для реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000.

Из уровня техники известна опорная решетка ВВЭР-440, например 445.20.030-04, имеющая 102 отверстия в форме «гантели» для протока теплоносителя, 12 отверстий диаметром 5,9 min и 24 полуотверстия по контуру опорной решетки для протока теплоносителя. Отверстия типа «гантель» образованы двумя отверстиями радиусом 2,95 min, соединенным отверстием, шириной 5 min. Отверстия для установки ТВЭЛов и центральной трубы имеют диаметр 5+0,1, причем по контуру каждой грани шестигранной опорной решетки расположены по семь отверстий для нижних заглушек ТВЭЛов (см. Дементьев Б.Д. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990., с.31-35) [1]. В опорной решетке РК-3 ВВЭР-440 часть отверстий под ТВЭЛы используются для установки несущих труб.

Недостатком аналога является возникающая анизотропия конструкции опорной решетки, вызванная формой и расположением отверстий для протока теплоносителя относительно продольной оси ТВЭЛов (тепловыделяющих элементов), снижающая ее прочность и жесткость; существенное отличие конфигурации отверстий для прохода теплоносителя от элементарной ячейки пучка ТВЭЛов, несимметричное их расположение относительно оси ТВЭЛа, вызывающее возмущение потока теплоносителя при выходе его из опорной решетки в межтвэльное пространство; использование низкопроизводительной технологии фрезерования для выполнения отверстий для протока теплоносителей.

Из уровня техники известна опорная решетка для тепловыделяющей сборки ядерного реактора, выполненная в виде перфорированной пластины, имеющей круглые отверстия, по меньшей мере, часть которых предназначена для установки в них наконечников ТВЭЛов, и отверстия, предназначенные для прохода теплоносителя, имеющие форму шестиугольника, каждая из трех сторон которого, обращенных к таким же отверстиям, параллельна линии, соединяющей центры соседних цилиндрических отверстий, а каждая из трех других сторон, обращенных к цилиндрическим отверстиям, образована дугой окружности, концентричной соседнему круглому отверстию, при этом отверстия для прохода теплоносителя равномерно расположены вокруг цилиндрических отверстий (см. RU 2308775 С1, 20.10.2007 [2]).

Недостатками аналога является сложная форма отверстий для протока теплоносителя и, как следствие, высокая трудоемкость при изготовлении решетки путем использования операции фрезерования.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является опорная решетка ТВС, в которой отверстия для протока теплоносителя выполнены цилиндрической формы, расположенными симметрично относительно отверстий под нижние заглушки ТВЭЛов и трубчатых каналов в количестве шести штук вокруг каждого из них, при этом по периферии каждой грани шестигранной нижней опорной решетки расположены по одиннадцать отверстий для нижних заглушек тепловыделяющих элементов, образующих перпендикулярно с противоположной гранью шестигранной нижней опорной решетки параллельные между собой ряды чередующихся отверстий для нижних заглушек тепловыделяющих элементов и спаренных через перемычку оснований круглых отверстий для протока теплоносителя (см. RU 2248050 С2, опубл. 10.03.2005 [3]). Данная опорная решетка имеет более равномерное распределение напряженно-деформированного состояния (НДС) по сравнению с известной из [1], имеющей существенную анизотропию.

Однако прочность и жесткость решетки не является оптимальной из-за небольшой толщины перемычек между отверстиями.

Задачей настоящего изобретения является создание технологичной опорной решетки, имеющей высокую прочность и жесткость за счет изменения формы и расположения отверстий для прохода теплоносителя с возможностью изготовления решетки по существующей технологии при сохранении технологических допусков на диаметры отверстий.

Задача решается тем, что в опорной решетке тепловыделяющей сборки ядерного реактора, выполненной в виде плиты с круглыми отверстиями для протока теплоносителя и круглыми отверстиями для установки ТВЭЛов, центральной трубы, а также несущих труб или направляющих каналов, при этом отверстия для протока теплоносителя расположены равномерно по шесть штук вокруг каждого из отверстий для установки ТВЭЛов, центральной трубы, а также несущих труб или направляющих каналов, согласно изобретению отверстия для протока теплоносителя выполнены двух различных диаметров и расположены вокруг каждого их указанных отверстий с чередованием отверстий двух диаметров.

Выполнение отверстий для протока теплоносителя двух различных диаметров и расположение их поочередно вокруг отверстий для установки ТВЭЛов и центральной трубы обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в увеличении жесткости и прочности решетки, с возможностью изготовления решетки по существующей технологии при сохранения технологических допусков на диаметры отверстий.

По сравнению с наиболее близким аналогом [3] предлагаемая решетка имеет большую толщину перемычек (при шаге отверстий под ТВЭЛ 12,3 мм в ТВС реактора ВВЭР-440 толщина перемычек увеличивается на 16%), удерживающих ТВЭЛ, что обеспечивает ей больший запас прочности и возможность ее изготовления по существующей технологии при сохранении технологических допусков на диаметры отверстий.

В частном варианте выполнения изобретения часть отверстий для протока теплоносителя с меньшим из двух диаметров выполнена с диаметром, равным диаметру отверстий для установки ТВЭЛов и центральной трубы, при этом отверстия для установки ТВЭЛов, центральной трубы, а также несущих труб или направляющих каналов и равные им по диаметру отверстия для протока теплоносителя расположены равномерно относительно остальных отверстий для прохода теплоносителя.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен вариант выполнения предлагаемой решетки.

Предлагаемая шестигранная решетка содержит отверстия для установки центральной трубы 1, отверстия для установки ТВЭЛов 2 и отверстия для протока теплоносителя 3 и 4 разного диаметра. Отверстия 3 и 4 расположены равномерно и поочередно в количестве шести штук вокруг отверстий 1 и 2. Таким образом, вокруг отверстия 1 расположено три отверстия 3 одного диаметра и три отверстия 4 другого диаметра. Отверстия 4 выполнены диаметром, равным диаметру отверстий для установки ТВЭЛов 2 и центральной трубы 1, который меньше диаметра отверстий 3. Отверстия 2, равные им по диаметру отверстия 4 и отверстие 1, расположены равномерно относительно остальных отверстий 3 для прохода теплоносителя.

Суть предложения поясняется на фиг.2, где в центрах равносторонних треугольников, в вершинах которых лежат отверстия 2 для ТВЭЛов диаметром 5 мм (⌀5), расположены только отверстия 3 и 4 с диаметрами соответственно D1 и D2. Отверстия 3 и 4 (D1 и D2) образуют перемычки:

П1 - между отверстиями D1 и ⌀5;

П2 - между отверстиями D1 и D2;

П3 - между отверстиями D2 и ⌀5.

Исходя из условия равенства минимальной площади «пролива» Sp=6856,76 мм2 существующей и предлагаемой конструкций решетки, для нескольких значений D1 рассчитаны соответствующие значения D2; П1; П2; П3 с учетом округлений и погрешностей диаметров отверстий, а также точности их расположения из опыта применения современных оборудования с ЧПУ и режущих инструментов, и показаны в таблице 1.

В опорной решетке по ближайшему аналогу имеет место равенство диаметров отверстий 3 и 4, т.е. D1=D2. Из таблицы видно, что в любом варианте с D1>D2 увеличена толщина перемычки П2, что существенно повышает прочность решетки в целом.

Любой вариант из №№2-5 таблицы 1 имеет право на существование в зависимости от того, толщина какой перемычки П1 или П2 важнее, но, по мнению авторов, вариант №3 конструктивно и с точки зрения изготовления является наилучшим. Одним из вариантов, представляющим практический интерес, является вариант №5, когда диаметр отверстий 4 равен диаметру отверстий 2. При этом имеет место равенство толщин перемычек П1 и П2.

Для анализа динамических характеристик конструкции использовался метод ударного возбуждения, который позволяет одновременно получать частотные спектры внешнего воздействия (силы) и отклика (ускорения) точек изделия от приложенной силы. Колебания, создаваемые при ударе, представляют собой кратковременный процесс передачи энергии. Спектр ударной силы получается непрерывным, с максимальной амплитудой при 0 Гц и с последующим ее уменьшением с ростом частоты. Это позволяет проводить одновременное возбуждение конструкции во всем частотном диапазоне (зависящем от характеристик бойка ударного молотка).

Результаты расчетов собственных частот колебаний и отношения жесткостей приведены в таблице 2.

Таблица 2
Результаты динамических испытаний и расчетов.
Динамические испытания Расчет
Собственная частота, Гц Отношение жесткостей Собственная частота, Гц Отношение жесткостей
Известная [1] 1932,0 1 1968,0 1
RU 2308775 [2] 2475,0 1,84 2518,9 1,84
Предлагаемая - - 2587,4 1,64

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 44.
27.01.2013
№216.012.2127

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющих сборок), используемых преимущественно для реакторов РБМК-1000, а также ВВЭР-440 и ВВЭР-1000. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит тепловыделяющие элементы, соединенные с концевой решеткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473988
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2128

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР и РБМК. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок твэлов, закрепленных в концевой несущей решетке и соединенных между собой дистанционирующими решетками, закрепленными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473989
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.03.2013
№216.012.2ee6

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). Техническим результатом изобретения является повышение эффективности выравнивания температуры теплоносителя по поперечному сечению ТВС.ТВС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477537
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.06.2013
№216.012.4dc8

Способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (твэл) ядерных реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим элементам (ТВЭЛ) ядерных реакторов. Способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (твэл) ядерных реакторов, заключается в том, что нарушают целостность оболочки ТВЭЛ внутри вакуумной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485494
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.11.2013
№216.012.81f1

Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению порошка диоксида урана методом пирогидролиза. Реакционная камера для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана выполнена в виде емкости, имеющей фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498941
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8265

Ядерно-безопасный химический реактор

Предлагаемое изобретение относится к области химического аффинажа в цикле производства ядерного топлива и может найти применение в области получения чистых солей и окислов ядерно-активных химических элементов из концентратов. Ядерно-безопасный циркуляционный химический реактор для проведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499057
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.835c

Способ изготовления таблеток ядерного топлива

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к технологии изготовления таблеток ядерного топлива из порошков на основе оксидов ядерных делящихся материалов, в частности к изготовлению таблеток с минимальными припусками на шлифование или в размер. Способ изготовления таблеток ядерного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499304
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.02.2014
№216.012.9ff5

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной технике, в частности к конструкциям бесчехловых тепловыделяющих сборок ядерного реактора. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, головку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506657
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.03.2014
№216.012.ab76

Устройство для вихревого пылеулавливания

Изобретение предназначено для очистки газов от пыли в различных отраслях промышленности (химической, горной, пищевой, текстильной и др.) и в энергетике и основано на применении закрученных или вихревых потоков. Устройство для вихревого пылеулавливания содержит сепарационную камеру, в верхней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509609
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.03.2014
№216.012.af17

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР-440, и направлено на обеспечение возможности увеличения мощности и энерговыработки ТВС ВВЭР-440. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит головку, хвостовик,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510538
Дата охранного документа: 27.03.2014
Показаны записи 1-10 из 50.
27.01.2013
№216.012.2127

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющих сборок), используемых преимущественно для реакторов РБМК-1000, а также ВВЭР-440 и ВВЭР-1000. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит тепловыделяющие элементы, соединенные с концевой решеткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473988
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2128

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР и РБМК. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок твэлов, закрепленных в концевой несущей решетке и соединенных между собой дистанционирующими решетками, закрепленными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473989
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.03.2013
№216.012.2ee6

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). Техническим результатом изобретения является повышение эффективности выравнивания температуры теплоносителя по поперечному сечению ТВС.ТВС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477537
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.345b

Способ ультразвукового контроля сварных соединений лопаток с диском

Использование: для ультразвукового контроля сварных соединений лопаток с диском. Сущность заключается в том, что наклонный преобразователь с фазированной решеткой перемещают по плоской поверхности лопатки, при этом для позиционирования преобразователя с фазированной решеткой при контроле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478946
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.10.2013
№216.012.7a5d

Способ изготовления моноблочного лопаточного диска

Изобретение может быть использовано при изготовлении моноблочного лопаточного диска (блиска), преимущественно, для ротора газотурбинного двигателя. Получают лопатку с выступом, параметры которого обеспечивают присоединение к диску посредством линейной сварки трением. На лопатке выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496987
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a5f

Способ линейной сварки трением лопаток с диском для получения блиска

Изобретение относится к авиационной промышленности, в частности к способу изготовления моноблочного лопаточного диска преимущественно для использования в роторе газотурбинного двигателя. При изготовлении лопаточного диска, имеющего множество лопаток, присоединенных к диску радиально, формируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496989
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.02.2014
№216.012.9ff5

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной технике, в частности к конструкциям бесчехловых тепловыделяющих сборок ядерного реактора. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, головку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506657
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.03.2014
№216.012.af17

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР-440, и направлено на обеспечение возможности увеличения мощности и энерговыработки ТВС ВВЭР-440. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит головку, хвостовик,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510538
Дата охранного документа: 27.03.2014
20.05.2014
№216.012.c802

Магнитоуправляемый сорбент для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека

Изобретение относится к магнитоуправляемому сорбенту для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека, приготовленному из наночастиц магнетита FeO. Поверхность магнетита модифицирована соединением, образующим прочную связь с частицей-носителем за счет поверхностно-активных групп,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516961
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc3f

Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора (варианты)

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к конструктивным элементам тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР. Дистанционирующая решетка (ДР) содержит группы взаимно пересекающихся параллельных пластин, расположенных в один ярус и образующих шестиугольные ячейки для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518058
Дата охранного документа: 10.06.2014
+ добавить свой РИД