ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Российский бизнес на 20 лет освобождается от уплаты налогов, инвестируя в развитие Курил

Преференциальный режим на Курильских островах непрерывно развивается: за год функционирования резидентам стали доступны предоставление земли и применение процедуры свободной таможенной зоны В 2022 году на территории Сахалинской области вступил в силу особый преференциальный режим осуществления предпринимательской деятельности с беспрецедентными налоговыми льготами – Курильские острова РФ ...

Минпромторг России утвердил изменения в Перечень продукции для параллельного импорта

Минпромторг России внес изменения в Перечень товаров , в отношении которых не применяются требования о защите интеллектуальных прав со стороны правообладателей (патентообладателей), которая была введена в оборот за пределами территории Российской Федерации. Согласно приказу Минпромторга России, изменения носят точечный характер и связаны как с дополнением перечня товаров, разрешенных для паралл...

Правительство сделало ИТ-аккредитацию доступной большему числу компаний

Правительство сделало ИТ-аккредитацию доступной большему числу компаний. Получить аккредитацию теперь могут, в том числе: компании, деятельность которых связана с исследованиями и разработками в области естественных и технических наук (коды ОКВЭД 72.11 и 72.19) фонды, занимающиеся поддержкой ИТ, и компании с госучастием, которые занимаются развитием федеральных и региональных информационн...

Необходимые меры для развития производства в России сельхозтехники

Российские производители сельхозтехники с марта 2022 года и с введением санкций столкнулись с приостановкой и прекращением поставок комплектующих. Нужно было в максимально сжатые сроки перестраивать логистические цепочки, развивать собственное производство компонентов, искать новых партнеров. Постепенно перечисленные проблемы решаются, но это не единственные трудности на пути развития отрасли. ...

Стартовала программа Росатома по содействию отраслям в переходе на российское инженерное ПО

Госкорпорация «Росатом» приступила к реализации программы поддержки перехода российских отраслей на отечественное инженерное ПО для математического моделирования. В течение года на площадке Росатома разработчики совместно с промышленностью будут обсуждать практическое применение российских САЕ-систем и формировать функционально-технические требования к российскому программному обеспечению с учетом...

На Сахалине пройдёт форум по государственной цифровизации

Тема форума — управление регионом на основе данных. В отличие от большинства подобных мероприятий, участников ждёт большая практическая работа в группах. Каждая группа посвящена одной из сторон регионального управления. Всего участники посетят 8 цифровых проектных офисов, где обсудят основные вопросы внедрения цифровых решений. Организаторы форума покажут, как на Сахалине реализуются програм...

8 Июля 2010

Увеличение ресурса тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) и глубины выгорания ядерного топлива

Увеличение ресурса тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) и глубины выгорания ядерного топлива

Пружинный фикcатoр тoпливнoгo cтoлба твэлoв ТВС

Автoры:Лузан Юрий Ваcильевич, Рябoв Владиcлав Владимирoвич, Ямникoв Владимир Степанoвич, Мымченкo Виктoр Петрoвич, Кoчергин Виктoр Михайлoвич, Мазур Сергей Алекcеевич
Изoбретение oтнocитcя к ядерной технике, в чаcтноcти к конcтрукциям cтержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в cвоем cоcтаве cредcтв для фикcации ядерного топлива при его транcпортировке, а также для поджатия во время экcплуатации топлива, например, в виде таблеток c требуемым усилием. Изобретение может быть использовано, преимущественно, в ядерных реакторах водо-водяного типа, например ВВЭР-440, ВВЭР-1000, РБМК-1000, РБМК-1500, а также в реакторах на быстрых нейтронах типа БН. Пружинный фиксатор выполнен в виде цилиндрической пружины, имеющей последовательно расположенные от топливного столба компенсирующую, буферную и фиксирующую группу витков, в которых шаг витков буферной группы меньше шага витков компенсирующей группы. Наружный диаметр витков буферной группы больше внутреннего диаметра витков фиксирующей группы, а наружный диаметр витков буферной группы меньше наружного, но больше внутреннего диаметра витков компенсирующей группы. Изобретение направлено на увеличение ресурса твэла и глубины выгорания топлива. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе устройств и средств для фиксации ядерного топлива при транспортно-технологических операциях в процессе изготовления ТВС, перевозки их на АЭС и пр., а также для поджатия во время эксплуатации топлива, например, в виде таблеток с требуемым усилием, и может быть использовано как в ядерных реакторах с водой под давлением, например ВВЭР-440, ВВЭР-1000, так и в кипящих, например РБМК-1000, РБМК-1500, а также реакторах на быстрых нейтронах типа БН.


Известны пружинные фиксаторы топливного столба в твэлах ВВЭР-440, изготовленные из сплава ЭК173-ИД с диаметром проволоки 0,9 мм. При установке фиксатора в оболочку твэла, из-за одинаковых диаметров буферной и фиксирующей части фиксатора в отдельных случаях наблюдалась деформация буферных витков, кроме того, сплав, из которого ранее изготавливался фиксатор, обладает низкой технологичностью.

В качестве наиболее близкого аналога к предлагаемому пружинному фиксатору выбран пружинный фиксатор, имеющей последовательно расположенные от топливного столба компенсирующую, буферную и фиксирующую группу витков, в которых наружный диаметр витков буферной группы больше внутреннего диаметра витков фиксирующей группы, а шаг витков буферной группы меньше шага витков компенсирующей группы, при этом полагается, что наружный диаметр буферной части равен наружному диаметру компенсирующей части. При значении длины L объема для установки пружины 70,0-92,5 мм отношение длины Lкб компенсирующей и буферной групп витков к суммарной длине Lо всех групп витков при свободном состоянии пружины выбрано 0,72-0,89, причем количество витков компенсирующей и буферной групп составляет от 14 до 16, а диаметр d их проволоки выбран 0,8-1,1 мм, а пружина выполнена из железохромоникелевого сплава (см. RU 2150151 С1, опубл. 27.05.2000). При установке фиксатора в оболочку твэла из-за одинаковых наружных диаметров буферной и компенсирующей частей наблюдалась деформация буферных витков, что приводит к снижению прочности и не обеспечивает минимальную величину усилия поджатия столба и максимальную длину установленного в оболочку твэла фиксатора.

Задачей изобретения является создание высокотехнологичной конструкции пружинного фиксатора, имеющего оптимальные упругие свойства и обеспечивающего увеличение ресурса твэла и глубины выгорания топлива.

Задача решается тем, что пружинный фиксатор топливного столба твэлов ТВС, выполненный в виде цилиндрической пружины, имеющей последовательно расположенные от топливного столба компенсирующую, буферную и фиксирующую группы витков, в которых шаг витков буферной группы меньше шага витков компенсирующей группы, при этом наружный диаметр витков буферной группы меньше наружного, но больше внутреннего диаметра витков компенсирующей группы для обеспечения прочности фиксатора при установке в твэл по существующей технологии, а также в рабочих условиях.


Указанное изменение диаметра витков буферной группы позволило достичь технического результата - исключить их деформацию при установке фиксатора в оболочку твэла при достижении оптимальных упругих свойств фиксатора, обеспечивающего увеличение ресурса твэла и глубины выгорания топлива.

В частном варианте изобретения выполнение пружины из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса или из жаропрочного сплава на никелевой основе обеспечило дополнительное увеличение технологичности предлагаемого фиксатора.

В основу разработки предлагаемого фиксатора вошли проблемы, возникающие при установке известных фиксаторов в оболочку твэла, в процессе которой наблюдалась деформация буферных витков. Для устранения трудностей при установке фиксатора было предложено для повышения прочности буферных витков уменьшить их наружный диаметр на 0,5-1,0 мм.

При расчете по программе ПЭВМ «FIX» предлагаемого пружинного фиксатора для реактора ВВЭР-440 учитывались следующие требования: длина фиксатора после его установки не должна превышать 69-73 мм для обеспечения зазора между торцом пружины и заглушкой твэла, фиксатор должен обеспечивать усилие поджатия топлива не менее 1,2 веса столба после всех технологических операций, рабочий ход фиксатора должен компенсировать перемещение топливного столба относительно оболочки твэла при выходе реактора на мощность и в процессе всего срока эксплуатации не менее 27 мм, диаметр пружинной проволоки 0,91 мм, масса топливного столба 1,141 кгс для твэлов ВВЭР-440 второго поколения.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена цилиндрическая пружина предлагаемого фиксатор, на фиг.2 изображена схема установки предлагаемого фиксатора с поджатием компенсирующей части, на фиг.3 изображен шток для установки пружины.

Пружина состоит из фиксирующей группы 1, буферной группы 2 и компенсирующей группы 3. Шаг витков буферной группы tб меньше шага витков компенсирующей группы tк, наружный диаметр витков буферной группы Dб выполнен больше внутреннего диаметра витков фиксирующей группы dф и больше внутреннего диаметра витков компенсирующей группы dк, но меньше наружного диаметра витков компенсирующей группы Dк.


На схеме установки показан захват разрывной машины 4 и 5, имитатор штока 6, имитатор оболочки твэла 7, пружина фиксатора 8, имитатор топливного столба 9 и заглушка 10 (см. фиг.2).

Установка предлагаемого фиксатора осуществляется следующим образом (на примере ВВЭР-440).

Изготавливают трехступенчатую цилиндрическую пружину, например, из проволоки диаметром 0,91 мм с наружным диаметром Dф фиксирующей группы 8,2 мм, с внутренним диаметром dф фиксирующей группы 6,38 мм, наружным диаметром Dб буферной группы 6,5 мм, наружным диаметром Dк компенсирующей группы 7,25 мм и внутренним диаметром dк компенсирующей группы 5,43 мм.

С помощью штока 6, упирающегося в буферную группу 2 витков, производится втягивание фиксирующей группы 1 витков в оболочку твэла. Шток 4 представляет собой ступенчатый стержень с определенной длиной и диаметром упора 7 штока. Кроме упора 7 шток 6 включает промежуточную часть 8 и рукоятку 9 (фиг.3).

Установка фиксатора производится таким образом, чтобы при вставке фиксатора с поджатием компенсирующей группы максимальное усилие поджатия топливного столба не превышало 150 Н из условия прочности топливных таблеток, а остаточное усилие поджатия топливного столба после извлечения штока было не менее 1,2 от веса топливного столба, что обеспечивает сохранность топливных таблеток при транспортно-технологических операциях.

Предлагаемая конструкция пружинного фиксатора высокотехнологична, имеет оптимальные упругие свойства и обеспечивает увеличение ресурса твэла и глубины выгорания топлива.



Кол-во просмотров: 11875