×
10.07.2019
219.017.ad85

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Тепловыделяющий элемент предназначен для использования в активной зоне ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Тепловыделяющий элемент содержит две соединенные между собой в осевом направлении части. Каждая из частей тепловыделяющего элемента включает оболочку (5) с топливом (7), торцевым экраном (8) и концевой деталью (4). Оболочки (5) низкотемпературной и высокотемпературной частей тепловыделяющего элемента выполнены соответственно из аустенитной стали и молибденового сплава. В каждой из оболочек (5) установлено по одной вставке (1), изготовленной из материала соответствующей оболочки (5). Вставки (1) соединены между собой припоем (6). В частных случаях исполнения тепловыделяющего элемента в обеих частях тепловыделяющего элемента выполнены компенсационные объемы (3), по меньшей мере, в одном компенсационном объеме (3) установлена компенсационная пружина (2). В качестве аустенитной стали использована сталь марки 06Х16Н15М2Г2ТФР, в качестве молибденового сплава - сплав марки ЦМ-10, а в качестве припоя (6) - припой марки ПЖГ-20. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности тепловыделяющего элемента и повысить уровень безопасности работы ядерного реактора. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано при создании тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

Известен твэл ядерного реактора на быстрых нейтронах (БН-600), содержащий оболочку из легированной стали, внутри которой размещены топливный столб из таблеток делящегося материала, торцевые экраны, компенсационный объем и концевые детали [Ушаков Г.Н. Технологические каналы и тепловыделяющие элементы ядерных реакторов. М.: Энергоиздат, 1981. С.29, рис.1.6б и с.36].

Недостатком твэла является относительно низкая максимальная рабочая температура оболочки (710°С).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является твэл ядерного энергетического реактора, содержащий низкотемпературную и высокотемпературную части твэла, соединенные между собой в осевом направлении, каждая из которых включает оболочку с топливным столбом, торцевой экран, компенсационный объем и концевую деталь. Оболочка низкотемпературной части выполнена из стали ферритного класса, а оболочка высокотемпературной части - из жаропрочной стали аустенитного класса. [Патент на изобретение РФ №1345917. Тепловыделяющий элемент ядерного энергетического реактора на быстрых нейтронах. МКИ6 G21C 3/07. Пр-т от 28.05.1985].

Недостатком известного твэла является относительно низкий уровень максимальной температуры рабочего диапазона (до 710°С).

Перед авторами стояла задача устранения указанного недостатка, а именно повышение максимальной температуры рабочего диапазона (до 950°С).

Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей твэла и повышении уровня безопасности работы ядерного реактора.

Для устранения указанного недостатка в тепловыделяющем элементе ядерного реактора, содержащем две соединенные между собой в осевом направлении части, каждая из которых включает оболочку с топливом, торцевым экраном и концевой деталью, причем одна из оболочек выполнена из стали аустенитного класса предлагается:

- оболочки низкотемпературной и высокотемпературной частей выполнить соответственно из аустенитной стали и молибденового сплава;

- в каждой из оболочек установить по одной вставке, изготовленной из материала соответствующей оболочки;

- вставки соединить между собой припоем.

В частных случаях исполнения тепловыделяющего элемента предлагается:

- в обеих частях тепловыделяющих элементов выполнить компенсационные объемы;

- по меньшей мере, в одном компенсационном объеме установить компенсационную пружину;

- в качестве аустенитной стали использовать сталь марки 06Х16Н15М2Г2ТФР;

- в качестве молибденового сплава использован сплав марки ЦМ-10;

- в качестве припоя использован припой марки ПЖГ-20.

На чертеже схематически изображено продольное осевое сечение тепловыделяющего элемента. На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - вставка; 2 - компенсационная пружина; 3 - компенсационный объем; 4 - концевая деталь; 5 - оболочка; 6 - припой; 7 - топливо; 8 - торцевой экран.

Тепловыделяющий элемент ядерного реактора содержит две соединенные между собой в осевом направлении части. Каждая из частей включает оболочку 5 с топливом 7, торцевым экраном 8 и концевой деталью 4.

Оболочки 5 низкотемпературной и высокотемпературной частей выполнены соответственно из аустенитной стали и молибденового сплава.

В качестве аустенитной стали использована, в частности, сталь марки 06Х16Н15М2Г2ТФР ТУ 14-3-1511-87, состоящей из сплава железа со следующими элементами (в % массы): С - 0,066; Mn - 1,36; Si - 0,44; Р - 0,01; S - 0,004; Cr - 15,15; Ni - 14,7; Mo - 2,45; N - 0,01; Ti - 0,37; В - 0,0041.

В качестве молибденового сплава использован, например, сплав марки ПЖГ-20, в состав которого входят следующие элементы (в % массы): Al - от 0,03 до 0,1; С - от 0,001 до 0,008; В - от 0,001 до 0,003 [см. Савицкий Е.М. и др. Тугоплавкие металлы и сплавы. М.: Металлургия, 1986, с.238]. Припой позволяет соединять разнородные металлы без их расплавления и получать их соединения с требуемым комплексом свойств.

В каждой из оболочек 5 установлено по одной вставке 1. Вставки 1 изготовлены из материалов, соответствующих материалам оболочек 5.

Выбор состава припоя и предложенная конструкция твэла обеспечивают равнопрочное соединение его частей при всех режимах работы активной зоны.

При соединении частей твэла через вставки 1 разрыв топлива между нижней и верхней частями твэла не превышает 15-20 мм.

Вставки 1 соединены между собой припоем 6. В качестве припоя использован припой марки ПЖГ-20 [см. Справочник по пайке. Под ред. Петрунина И.Е. М.: Машиностроение, с.78].

В частных случаях исполнения тепловыделяющего твэла предусмотрено следующее.

Первое, в обеих частях тепловыделяющих элементов выполнены компенсационные объемы 3.

Второе, по меньшей мере, в одном компенсационном объеме 3 установлена компенсационная пружина 2.

Пример работы активной зоны реактора с заявленным тепловыделяющим элементом.

В каналах активной зоны ядерного реактора жидкометаллический теплоноситель, имеющий начальную температуру около 650°С, движется вдоль оболочек твэла в направлении от низкотемпературной части твэла к высокотемпературной части, нагревается при движении за счет энергии, выделяемой топливом. При этом температура оболочки 5 низкотемпературной части твэла, выполненной из аустенитной стали марки 06Х16Н15М2Г2ТФР, составляет 650-710°С, а температура оболочки высокотемпературной части твэла, выполненной из молибденового сплава марки ЦМ-10, составляет - 710-950°С.Температура теплоносителя на выходе из активной зоны составляет 950°С.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 22.
10.05.2013
№216.012.3cd5

Массообменный аппарат с непрерывной подачей газовой среды

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности в исследовательских и энергетических установках с жидкометаллическим свинецсодержащим теплоносителем. Массообменный аппарат с непрерывной подачей газовой среды содержит корпус с кольцевой крышкой, внутри которого размещены верхняя решетка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481140
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.06.2013
№216.012.4e3e

Активная зона с быстрорезонансным спектром нейтронов со сверхкритическим давлением воды

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в ядерных реакторах. Активная зона с быстрорезонансным спектром нейтронов со сверхкритическим давлением воды размещена в шахте (11) и разделена по радиусу выгородкой (2) на периферийную и центральную подзоны. В периферийной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485612
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.10.2013
№216.012.7af3

Способ определения пробивного потенциала изоляционного промежутка высоковольтного устройства

Изобретение относится к области электротехники. Сущность: последовательно проводят испытания исходного и высоковольтного устройств. При испытании исходного устройства элементарные резисторы соединяют в систему и определяют ее суммарное активное сопротивление. При каждом фиксированном значении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497137
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.04.2014
№216.012.b69c

Направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора с выгорающим поглотителем

Изобретение относится к атомной технике. Направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора с выгорающим поглотителем размещен в ячейках дистанционирующих решеток. По меньшей мере, на части поверхности направляющего канала нанесен слой выгорающего поглотителя, содержащего изотоп...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512472
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.07.2014
№216.012.dd15

Раздающая камера

Изобретение относится к раздающим коллекторным системам. Раздающая камера (5) ограничена снаружи корпусом (3), днищем (2) и решеткой (6) и соединяет между собой центральную подводящую трубу (8) и боковой отводящий канал (1) через зазор между днищем (2) и торцевой частью центральной подводящей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522375
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.df97

Напорная камера

Изобретение относится к теплотехнике. Напорная камера (4) содержит цилиндрический корпус (3) с днищем (2), цилиндрическую обечайку (8) и решетку (6). Цилиндрическая обечайка (8) установлена коаксиально корпусу (3) и разделяет его полость на сообщенные между собой центральный отводящий (7) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523025
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.08.2014
№216.012.ea94

Распределительная камера

Изобретение относится к гидродинамике. Распределительная камера ограничена снаружи корпусом и днищем (3) и соединяет между собой два боковых подводящих канала (1) и центральный отводящий канал (7) через зазоры между днищем (3) и торцевыми частями внутренних стенок (2). Корпус образован двумя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525860
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.eb15

Раздающая камера

Изобретение относится к раздающим коллекторным системам. Раздающая камера (5) ограничена снаружи корпусом (3), днищем (2) и решеткой (6) и соединяет между собой центральную подводящую трубу (8) и боковой отводящий канал (1) через зазор между днищем (2) и торцевой частью центральной подводящей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525989
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee5a

Распределительная камера

Изобретение относится к гидродинамике. Распределительная камера ограничена снаружи корпусом и днищем (3) и соединяет между собой два боковых подводящих канала (1) и центральный отводящий канал (7) через зазоры между днищем (3) и торцевыми частями внутренних стенок (2). Корпус образован двумя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526837
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.11.2014
№216.013.09db

Твердоэлектролитный датчик концентрации водорода в газовых средах

Изобретение может быть использовано в энергетике, металлургии, химической промышленности для определения концентрации водорода в жидких и газовых средах в широком интервале температур и давлений. Твердоэлектролитный датчик водорода в газовых средах содержит селективную мембрану (12),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533931
Дата охранного документа: 27.11.2014
Показаны записи 1-10 из 11.
20.06.2013
№216.012.4e3d

Способ снаряжения фольгой оболочки твэла и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к производству тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора. Способ заключается в проведении операций прокатки продольных гофров на фольге, перемещения фольги по штанге и цилиндру, диаметром, равным диаметру таблетки делящегося материала, заведения фольги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485611
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.12.2014
№216.013.140f

Устройство пассивной защиты ядерного реактора

Изобретение относится к системам защиты ядерных водо-водяных реакторов. В устройстве пассивной защиты сильфон связан с узлом разъема, который выполнен с «Н» отверстиями, где «Н» - целое число больше 2. Отверстия размещены равномерно по окружности под углом к оси сильфона. В отверстиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536559
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.06.2015
№216.013.5820

Блок трансформатор(ы)-выключатель и электрическая сеть переменного тока

Изобретение относится к области коммутации, преобразования и передачи электроэнергии на дальние расстояния. Технический результат заключается в повышении надежности и экономичности коммутационной аппаратуры и электрической сети. Электрическая сеть выполнена из двух параллельных ЛЭП, провода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554101
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.03.2016
№216.014.bf4a

Способ изготовдения твэла ядерного реактора

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора. Изготовление твэла ядерного реактора осуществляют в два этапа. На первом - снаряжают заготовку оболочки твэла контактным материалом, таблетками делящегося материала, пружиной, сжатой хвостовиком,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576659
Дата охранного документа: 10.03.2016
10.03.2016
№216.014.c168

Тепловыделяющий элемент ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной энергетике. Тепловыделяющий элемент ядерного реактора содержит оболочку, компенсационный объем, сердечник из таблеток делящегося материала, ограниченный торцами отражателей. На оболочке между отражателями выполнено «n» продольных гофров, где «n» - целое число...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576657
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.03.2016
№216.014.ca5a

Электромагнитный привод линейного перемещения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах при изготовлении тепловыделяющего элемента. Технический результат состоит в повышении надежности при упрощении изготовления. Электропривод линейного перемещения выполнен из двух параллельных ветвей магнитной цепи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577513
Дата охранного документа: 20.03.2016
13.01.2017
№217.015.84cd

Рабочий источник нейтронов

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для обеспечения контролируемого пуска реактора путем вывода реактора на рабочий уровень мощности после штатных и нештатных остановок. Рабочий источник нейтронов содержит оболочку с расположенными в ней активными элементами в виде изотопов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602899
Дата охранного документа: 20.11.2016
29.12.2017
№217.015.f245

Способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов. На трубчатой оболочке выполняют первый кольцевой гофр, вводят в оболочку нижний отражатель, фиксируют его вторым кольцевым гофром, оснащают трубчатую оболочку таблетками делящегося...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636931
Дата охранного документа: 29.11.2017
20.01.2018
№218.016.1081

Устройство для заполнения изделий под давлением

Заявленное изобретение относится к устройству для заполнения изделий под давлением. Устройство выполнено из двух частей: коаксиального трубчатого нагревателя, снабженного кольцевой камерой контура естественной циркуляции хладагента на одном из торцов нагревателя, скользящим контактом на другом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633761
Дата охранного документа: 18.10.2017
20.01.2018
№218.016.10c8

Устройство для навивки проволочной спирали на трубчатую оболочку

Изобретение относится к устройству навивки проволочной спирали на трубчатую оболочку. Устройство содержит ложемент, установленный под углом к горизонту, выполненный в виде уголка, на полках которого установлена подвижная каретка с отверстием под трубчатую оболочку и катушкой с запасом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633760
Дата охранного документа: 18.10.2017
+ добавить свой РИД