Реакторные топливные элементы и их блоки, выбор вещества для использования в качестве реакторных топливных элементов: .блоки топливных элементов в виде жесткой конструкции – G21C 3/30

Изобретение относится к атомной технике. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит головку, хвостовик, пучок цилиндрических тепловыделяющих элементов и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, и центрирующие элементы, выполненные в ячейках дистационирующих решеток. По меньшей мере, часть центрирующих элементов, контактирующих с дистанционирующей решеткой, выполнена на оболочках тепловыделяющих элементов в местах расположения дистанционирующих решеток. В частном случае исполнения тепловыделяющей сборки, по меньшей мере, на части внешней поверхности оболочек тепловыделяющих элементов выполнены пристенные интенсификаторы теплообмена, высота выступа которых над поверхностью оболочек меньше высоты выступа центрирующих элементов. Технический результат состоит в повышении ресурса и тепловой эффективности тепловыделяющей сборки ядерного реактора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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, антивибрационную решетку и хвостовик. Хвостовик состоит из соединенных между собой стакана и опорной плиты. Антивибрационная решетка состоит из поля соединенных между собой ячеек, в упругих элементах которых закреплены твэлы. Согласно изобретению антивибрационная решетка установлена над хвостовиком и закреплена как минимум на трех направляющих каналах посредством упорных втулок, установленных попарно над и под полем ячеек антивибрационной решетки в местах проходки направляющих каналов и соединенных с направляющими каналами посредством сварки или пайки. Техническое решение - снижение гидравлическое сопротивление хвостовика, повышение скорости теплоносителя, омывающего пучок твэл, эффективности охлаждения твэл и ресурсных характеристик ТВС. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к получению радиоактивных изотопов в ядерных реакторах. Устройство удержания мишени облучения содержит множество каналов с дном в направлении центральной оси. Устройство вставляют в обычные ядерные стержневые тепловыделяющие элементы и сборки. Устройства могут удерживать несколько мишеней облучения для облучения во время работы активной зоны ядерного реактора, содержащей сборки и стержневые тепловыделяющие элементы, имеющие устройства удержания мишени облучения. Мишени облучения могут превращаться в полезные радиоизотопы после воздействия нейтронного потока в активной зоне работающего ядерного реактора и удаляться и собираться из стержневых тепловыделяющих элементов после работы. Технический результат - получение энергии тепловыделяющего элемента или тепловыделяющей сборки с одновременной наработкой изотопов в этих же устройствах. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

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 на центральной трубе. Несущая решетка выполнена в виде перфорированной пластины с круглыми отверстиями, предназначенными для установки твэлов, направляющих каналов или несущих труб и центральной трубы, отверстиями для прохода теплоносителя, и установлена на хвостовике ТВС. Отверстия для прохода теплоносителя в решетке образованы пересечением первых перемычек, перпендикулярных граням пластины или ее наружному контуру, вторых перемычек, перпендикулярных первым, и третьих перемычек, ограничивающих круглые отверстия, при этом шаг первых перемычек равен (0,2 0,3)s, шаг вторых перемычек равен не более 0,8 s, где s - шаг отверстий для установки твэлов. Отверстия для прохода теплоносителя предпочтительно имеют ширину 2,0 2,5 мм и расположены симметрично относительно центральной оси решетки через 60°. Техническим результатом изобретения является совмещение функций несущей решетки и антидебризного фильтра с обеспечением требуемого для несущей решетки проливного сечения и прочности, а также улучшение ремонтопригодности ТВС. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

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 наконечниками, каждый из которых имеет цилиндрическую часть, в которой выполнен, по меньшей мере, один продольный паз, по крайней мере, на части ее длины от торца, обеспечивающий упругость в поперечном сечении, наконечник установлен в посадочном отверстии, выполненном в концевой решетке, и имеет на указанном торце буртик, контактирующий с поверхностью отверстия, выполненного в концевой решетке. Наконечник имеет кольцевое углубление на цилиндрической поверхности, боковая стенка которого является поверхностью буртика, контактирующей с концевой решеткой. При этом предпочтительно, чтобы контактирующая с буртиком поверхность концевой решетки и ответная поверхность концевой решетки имели коническую форму с вершиной, направленной в сторону закрепляемого конца твэла. Кроме того, в своей упругой части цилиндр имеет поперечное сечение в виде круга или кольца. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности фиксации наконечников твэлов в концевой решетке, в первую очередь путем обеспечения плотного контакта наконечника и плоскости несущей решетки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). В ТВС ядерного реактора опорная решетка одновременно является антидебризным фильтром. Опорная решетка-фильтр выполнена в виде перфорированной пластины с круглыми отверстиями, предназначенными для установки направляющих каналов или несущих труб и центральной трубы, и отверстиями для прохода теплоносителя. Она отличается от существующей тем, что каждое отверстие для прохода теплоносителя образовано двумя прямыми параллельными линиями и двумя дугами окружностей и имеет длину не более , где s - шаг твэлов в пучке. При этом в каждом секторе симметрии решетки отверстия для прохода теплоносителя параллельны друг другу и образуют между собой площадки, расположенные по правильной треугольной сетке с шагом s. Технический результат - повышенная прочность и технологичность решетки-фильтра по сравнению с существующей конструкцией. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к конструкциям тепловыделяющих сборок водоохлаждаемых корпусных ядерных реакторов. Тепловыделяющая сборка содержит хвостовую и головную части сборки и расположенные между ними дистанционирующие решетки, обод которых имеет форму правильного шестиугольника. Дистанционирующие решетки включают ячейки для тепловыделяющих элементов, установленные по треугольной сетке с образованием внутри обода коаксиальных шестиугольных рядов. Между ячейками установлены направляющие каналы для вытеснителей. При этом направляющие каналы для вытеснителей устанавливаются, в частности, в центре дистанционирующей решетки, в углах пятого от обода ряда, в углах девятого от обода ряда и в серединах сторон пятого от обода ряда. Технический результат - повышение глубины выгорания и коэффициента воспроизводства ядерного топлива. 5 н. и 45 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к конструкциям тепловыделяющих сборок водоохлаждаемых корпусных ядерных реакторов. Тепловыделяющая сборка содержит хвостовую и головную части сборки и расположенные между ними дистанционирующие решетки, обод которых имеет форму правильного шестиугольника. Дистанционирующие решетки включают ячейки для тепловыделяющих элементов, установленные по треугольной сетке с образованием внутри обода коаксиальных шестиугольных рядов. Между ячейками установлены направляющие каналы для вытеснителей, в частности, в центре дистанционирующей решетки, в углах четвертого от обода ряда, в углах восьмого от обода ряда и в серединах сторон четвертого от обода ряда. Технический результат - повышение глубины выгорания и коэффициента воспроизводства ядерного топлива. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к блокам реакторных топливных элементов, в частности к конструкциям рабочих кассет реакторов типа ВВЭР-440. Кассета содержит соединенные между собой опорными угловыми элементами хвостовую и головную части и расположенный между ними каркас. Каркас включает дистанционирующие решетки, набранные из ячеек, установленных по треугольной сетке с образованием вокруг центра решетки коаксиальных шестиугольных рядов. Во втором, или третьем, или четвертом от центра ряду, или в углах третьего и четвертого от центра рядов, или в углах третьего и второго от центра рядов, или в углах четвертого и второго от центра рядов, или в серединах четвертого и второго от центра рядов установлены каркасные трубы, соединенные с хвостовой частью и жестко соединенные с соседними ячейками. Изобретение направлено на повышение жесткости и прочности рабочей кассеты, на повышение безопасности эксплуатации кассеты в нормальных и аварийных режимах и эффективности использования топлива за счет улучшения водоуранового отношения и возможности спектрального регулирования реактивности, а также на увеличение продолжительности топливного цикла и глубины выгорания топлива. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к атомной технике, в частности к конструкциям бесчехловых тепловыделяющих сборок ядерного реактора. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, головку, хвостовик. Хвостовик состоит из соединенных между собой стакана, опорной плиты и антивибрационной решетки. Антивибрационная решетка состоит из соединенных между собой ячеек, а нижние концевики твэлов и направляющих каналов закреплены в хвостовике. Нижний концевик твэл выполнен в виде цилиндра, переходящего в наконечник конусообразной формы, имеет кольцевую проточку, выполненную на цилиндрической части, с двумя наклонными буртами, посредством которых закрепляется в упругих элементах ячейки антивибрационной решетки. Между нижними торцевыми буртами концевиков направляющих каналов и опорной плитой установлены ступенчатые втулки, посредством которых закреплено поле ячеек антивибрационной решетки. Изобретение направлено на полную автоматизацию процесса сборки пучков твэл с сохранением ресурсных характеристик ТВС. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к конструктивным элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), обеспечивающим бесперебойную работу канальных ядерных реакторов большой мощности (РБМК), в частности к антидебризным фильтрам ТВС. Антидебризный фильтр тепловыделяющей сборки ядерного реактора содержит две пластины с прямыми параллельными пазами, установленные с осевым зазором между ними, а проекции пазов на плоскость, параллельную поверхностям пластин, перекрещиваются, предпочтительно под прямым углом, с образованием проекций проходных отверстий для теплоносителя. Дополнительно по периметру каждой пластины могут быть выполнены полуотверстия. Кроме того, для дополнительного повышения прочности по меньшей мере на одной из пластин на каждом пазе может быть выполнена, по меньшей мере, одна перемычка, разделяющая паз. Изобретение направлено на повышение эффективности фильтрации теплоносителя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ядерной технологии изготовления тепловыделяющих сборок (ТВС) для ядерного реактора, преимущественно, водо-водяного энергетического реактора типа ВВЭР-1000. Устройство для контроля дистанционирующей решетки тепловыделяющей сборки ядерного реактора включает весы с установленным на опорной поверхности постоянным магнитом и неподвижную платформу для установки дистанционирующей решетки в магнитном поле. Магнит набран из отдельных магнитных ячеек, выполненных размером, соответствующим размеру ячейки дистанционирующей решетки, и расположенных в шахматном порядке относительно друг друга в соответствии с различной ориентацией полюсов на пластине. Поледняя выполнена из магнитомягкой стали размером, соответствующим размеру дистанционирующей решетки. Повышается точность обнаружения ячейки из инородного материала дистанционирующей решетки за счет стабилизации магнитного поля. 4 ил.

Устройство предназначено для использования в атомной технике, в частности в конструкциях бесчехловых тепловыделяющих сборок ядерного реактора. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов и направляющих каналов, размещенных в дистанционирующих решетках, головку и хвостовик. Дистанционирующие решетки соединены между собой и хвостовиком элементами, расположенными по длине тепловыделяющей сборки. Хвостовик состоит из соединенных опорной плиты и опорного стакана. Над опорной плитой установлена антивибрационная решетка, состоящая из соединенных между собой ячеек. Антивибрационная решетка, опорная плита и опорный стакан соединены между собой как минимум одним крепежным элементом.

Реализация предлагаемого технического решения позволяет значительно увеличить ресурс твэл, что позволяет увеличить загрузку топлива, повысить глубину выгорания топлива и существенно увеличить продолжительность эксплуатации ТВС. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов ядерного энергетического реактора. Тепловыделяющий элемент ядерного реактора состоит из оболочки, загерметизированной заглушками с атмосферой заданного состава под ней, и расположенного под оболочкой ядерного топлива из обогащенного урана в виде таблеток. Заглушки приварены к торцам оболочки. Таблетки имеют осевое отверстие и образуют топливный столб. По концам топливного столба расположены защитные экраны. Защитные экраны выполнены из цилиндрических таблеток из обедненного урана и поджаты к топливному столбу и к одной из заглушек фиксатором. Фиксатор расположен в компенсационном объеме оболочки тепловыделяющего элемента. Поверхности топливного столба и защитных экранов прилегают с зазором к внутренней поверхности оболочки. Цилиндрические таблетки образуют защитный экран. В цилиндрических таблетках выполнено осевое отверстие. Диаметр осевого отверстия составляет 1,3-2,3 от диаметра осевого отверстия таблеток топливного столба. Величина зазора между поверхностью защитных экранов и внутренней поверхностью оболочки составляет 1,0-1,2 от величины зазора между поверхностью топливного столба и внутренней поверхностью оболочки. Изобретение позволяет повысить технологичность изготовления твэлов и обеспечить безопасность активной зоны реактора при эксплуатации твэлов. 1 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов ядерного энергетического реактора. Тепловыделяющий элемент ядерного реактора содержит оболочку, заглушки. Оболочка заполнена ядерным топливом. Заглушки соединены с оболочкой сварными швами. Один из сварных швов расположен первым по ходу теплоносителя в реакторе и находится под наружной поверхностью оболочки с заглублением в нее заглушки. Заглушка состоит из наружного и вваренного в оболочку тепловыделяющего элемента участков, последний из которых имеет диаметр меньше наружного диаметра оболочки тепловыделяющего элемента, но больше ее внутреннего диаметра и заканчивается выдавленным из стыка наружным гратом. Наружный участок заглушки расположен непосредственно за сварным швом. Этот участок заглушки выполнен в виде элемента цилиндрической формы, переходящего в окончание конической формы с диаметром, меньшим или равным максимальному диаметру оболочки тепловыделяющего элемента, но больше диаметра участка заглушки, вваренного в оболочку. Наружный грат расположен между торцом оболочки тепловыделяющего элемента и торцевой поверхностью наружного участка заглушки, соединяющей этот участок заглушки с образующей поверхности участка заглушки, вваренного в оболочку. Изобретение позволяет повысить технологичность конструкции тепловыделяющего элемента и уменьшить гидравлическое сопротивление тепловыделяющего элемента потоку теплоносителя в реакторе. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к конструкции тепловыделяющих элементов ядерного энергетического реактора. Тепловыделяющий элемент ядерного реактора содержит оболочку, заглушки. Оболочка заполнена ядерным топливом. Заглушки соединены с торцами оболочки сварными швами. Один из швов выполнен контактно-стыковой сваркой с заглублением заглушки в стенку оболочки и получением зоны с измененной структурой в заглушке и оболочке, в котором большая часть объема, выдавленного из стыка металла-грата, в котором находится зона с максимальными структурными изменениями, располагается со стороны наружной части сварного соединения с образованием плавного сопряжения между оболочкой и заглушкой. С внутренней части сварного соединения оболочка участками внутренней поверхности опирается на поверхность заглушки, образовавшуюся в процессе ее перемещения. Зона с измененной структурой в оболочке находится между торцом заглушки и сварным швом. Изобретение позволяет повысить конструкционную прочность, коррозионную стойкость сварного соединения и улучшить гидравлические характеристики тепловыделяющего элемента ядерного реактора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к изготовлению топливных композиций для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. В оболочку заданного размера и формы засыпают мелкодисперсное топливо и дополнительно заполняют оболочку веществом, образующим твердую матрицу при температуре, равной или выше температуры плавления топлива. Нагревают оболочку с мелкодисперсным топливом и веществом, образующим твердую матрицу, до температуры, равной или выше температуры плавления топлива, и охлаждают. Изобретение позволяет получать топливную композицию с высокой плотностью топлива и высокой стойкостью к разрушению при авариях с плавлением топлива. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области атомной энергетики и предназначено для эксплуатации в составе тепловыделяющих сборок в энергетических ядерных реакторах, использующих воду в качестве теплоносителя. Техническим результатом является создание конструкции антидебрисного фильтра, позволяющего улавливать наиболее мелкие частицы, при этом не увеличивая гидравлического сопротивления ТВС. В антидебрисном фильтре, выполненном в виде пластины, отверстия имеют вид пазов в форме символа V, образующих смежные ряды, длина паза имеет зависимость L5S, причем пазы в ряду могут быть расположены в зеркальном отображении или ряд может быть образован путем чередования ветвей пазов смежных рядов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике и направлено на повышение внутренней самозащищенности и безопасности канальных ядерных реакторов. Технический результат изобретения - создание топливного устройства, обеспечивающего надкритическое нейтронно-физическое состояние в условиях нормальной эксплуатации ядерного реактора и подкритическое состояние сборки при аварии с вскипанием и потерей теплоносителя. Топливное устройство состоит из вертикального технологического канала, в котором на опорных блоках установлены тепловыделяющие элементы и чередующиеся с ними поглощающие блоки, по крайней мере часть из которых выполнена с полостью, сообщенной с объемом технологического канала и содержит в полости поглотитель - порошок соединения бора, обогащенного изотопом бор-10, диспергируемый в аварийной ситуации вскипающим теплоносителем в технологический канал. Часть поглощающих блоков содержит выгорающий поглотитель. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.