тепловыделяющий элемент ядерного реактора
Классы МПК: | G21C3/16 элементы конструкции, расположенные внутри кожуха |
Автор(ы): | Гонтарь А.С., Нелидов М.В., Николаев Ю.В., Шулепов Л.Н. |
Патентообладатель(и): | Отделение научно-технический центр "Исток" Научно- исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-04-08 публикация патента:
27.04.1996 |
Сущность изобретения: наличие сплошных торцовых топливных таблеток с открытой пористостью со стороны каждой крышки общей высотой не менее толщины стенки кольцевых таблеток обеспечивает снижение локальной деформации оболочки. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, включающий оболочку с размещенным в ней сердечником из кольцевых таблеток из диоксида урана и закрытую торцевыми крышками с центральным отверстием по крайней мере в одной из них, а также пружинное устройство, отличающийся тем, что по меньшей мере одна таблетка со стороны каждой крышки выполнена сплошной с открытой пористостью, при этом общая высота сплошных таблеток со стороны каждой крышки выбрана не меньшей толщины стенки кольцевых таблеток.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, и может быть использовано преимущественно в составе термоэмиссионного реактора-преобразователя (ТРП) встроенного типа. Известен твэл многоэлементного ЭГК, включающий оболочку с размещенным в ней сердечником из кольцевых таблеток, торцовые крышки, по крайней мере в одной из которых выполнено центральное отверстие, пружинное устройство, например, в виде набора тарельчатых пружин, а также газоотводное устройство, размещенное в центральном канале сердечника и выполненное в виде закрепленной на торцовой крышке трубки из тугоплавкого конструкционного материала, например вольфрама, которая о стороны, обращенной к сердечнику, снабжена капиллярным наконечником. Необходимость использования в рассматриваемом случае газоотводного устройства вызвана тем, что в сердечнике из диоксида урана за малые в сравнении с ресурсом времена происходит образование изотермической полости, вызванное более резкими, чем в одноэлементном ЭГК продольными градиентами температуры. Последнее связано с тем, что каждый твэл многоэлементного ЭГК размещен на части длины активной зоны реактора, а его торцовые крышки через дистанционаторы с одной стороны твэла и коммутационную перемычку с другой соединены с относительно холодным коллекторным пакетом. Однако в данной конструкции наблюдается повышенная локальная деформация оболочки в области торцовых крышек под действием распухания сплошных участков сердечника, которые образуются путем заполнения исходного центрального канала конденсатом диоксида урана в процессе формирования изотермической полости. Газоотводное устройство чувствительно к распределению температуры в твэле и поэтому сложно в обработке, так как отклонения от прогнозируемого распределения температуры легко приводят к блокировке входного канала капиллярного наконечника конденсатом диоксида урана. Кроме того, оно ухудшает весогабаритные и нейтронно-физические характеристики твэла, а из-за высокого уровня температуры в центре твэла условие совместимости материала газоотводного устройства с топливом приводит к необходимости использования диоксида урана достехиометрического состава. Задача изобретения создание тепловыделяющего элемента, устраняющего локальную деформацию в области торцовых крышек, и простого в изготовлении. Для этого в тепловыделяющем элементе, включающем оболочку с размещенным в ней сердечником из кольцевых таблеток из диоксида урана и закрытую торцовыми крышками с центральным отверстием по крайней мере в одной из них, а также пружинное устройство, по меньшей мере одна таблетка со стороны каждой крышки выполнена сплошной с открытой пористостью, а общая высота сплошных таблеток со стороны каждой крышки выбрана не меньшей толщины стенки кольцевых таблеток. В предложенной конструкции твэла торцовые топливные таблетки выполнены сплошными, поэтому у торцев твэла отсутствует место для размещения вакуумно-плотного и прочного конденсата UO2, который препятствует отводу ГПД из твэла и приводит к локальной деформации оболочки. Однако и в этом случае конденсат UO2 может размещаться на торцовой поверхности сплошных таблеток со стороны центрального канала. Чтобы устранить возможность конденсации UO2 на торец сплошных таблеток, их суммарная высота выбрана из условия, чтобы температура на торцовой поверхности была не ниже температуры поверхности канала. В этом случае UO2 не конденсируется на торцовых таблетках, а это условие выполняется, когда суммарная высота торцовых таблеток с каждой стороны выбрана не менее толщины стенки кольцевых таблеток. Кроме того, выход ГПД через сплошные торцовые таблетки может осуществляться только при наличии открытой пористости (пористость имеет преимущественно открытый характер при уровне![тепловыделяющий элемент ядерного реактора, патент № 2059300](/images/patents/413/2059003/8776.gif)
![тепловыделяющий элемент ядерного реактора, патент № 2059300](/images/patents/413/2059003/8776.gif)
![тепловыделяющий элемент ядерного реактора, патент № 2059300](/images/patents/413/2059003/8776.gif)
![тепловыделяющий элемент ядерного реактора, патент № 2059300](/images/patents/413/2059025/729.gif)