направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора

Формула изобретения

Направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора, состоящий из трубы, к которой с разных ее концов присоединены сварными швами наконечник и захватная втулка с кольцевой технологической канавкой в зоне выполнения сварного шва, отличающийся тем, что зона сплавления сварного шва захватной втулки с наружной поверхностью трубы выполнена шириной, минимальный размер которой больше или равен толщине стенки трубы, а минимальная величина рабочего сечения сварного шва больше или равна четверти толщины стенки трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение, в частности, на предприятиях по изготовлению элементов конструкции и, собственно, тепловыделяющих сборок энергетических реакторов типа ВВЭР-1000.

Известен направляющий канал, представляющий собой трубу, к одному торцу которой приварен наконечник, а со стороны другого торца к наружной поверхности оболочки угловым швом приварена втулка. Недостатком известного решения является нетехнологичность сварного шва, которым втулка соединена с трубой. (RU №2152084, 27.06.2000).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому решению является направляющий канал тепловыделяющей сборки ядерного реактора, состоящий из трубы, к которой с разных ее концов присоединены сварными швами наконечник и захватная втулка с кольцевой технологической канавкой в зоне выполнения сварного шва. (RU №6937 U1, 16.06.1998).

Толщина оставшейся «перемычки» шва меньше толщины стенки трубы. Недостатком этого решения является то, что при толщине «перемычки» шва в любом сечении менее четверти толщины стенки трубы не обеспечивается прочность сварного соединения с трубой по всей его протяженности. При нагружении тепловыделяющей сборки осевым усилием происходит деформация втулки по проточке с последующим разрушением сварного шва. Такой же характер разрушения отмечается и в случае, если ширина сварного шва по наружному диаметру трубы меньше 1 мм.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение надежности конструкции канала.

Поставленная задача достигается тем, что в направляющем канале тепловыделяющей сборки ядерного реактора, состоящем из трубы, к которой с разных ее концов присоединены сварными швами наконечник и захватная втулка с кольцевой технологической канавкой в зоне выполнения сварного шва, зона сплавления сварного шва захватной втулки с наружной поверхностью трубы выполнена шириной, минимальный размер которой больше или равен толщине стенки трубы, а минимальная величина рабочего сечения сварного шва больше или равна четверти толщины стенки трубы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен описываемый направляющий канал.

Направляющий канал состоит из трубы 1, выполненной из сплава циркония, к одному концу которой приварен наконечник 2, а с другого конца трубы 1 к ее поверхности на расстоянии, определяемом конструкцией тепловыделяющей сборки, присоединена захватная втулка 3, также выполненная из сплава циркония и присоединенная к трубе 1 сварным швом 4. Сварной шов 4 находится в проточке, которая заранее выполнена на наружной поверхности захватной втулки 3. Сварной шов 4 имеет зону сплавления (L) наружной поверхности трубы 1 с захватной втулкой 3, причем минимальная величина зоны сплавления между захватной втулкой 3 и трубой 1 по наружной поверхности трубы составляет не менее толщины стенки трубы 1, а величина рабочего сечения (К) сварного шва 4 составляет не менее четверти толщины трубы 1. Сварной шов 4 имеет глубину проплавления (Н), определяемую режимами сварки.

Направляющие каналы тепловыделяющих сборок являются основными несущими элементами, определяющими жесткость и целостность конструкции тепловыделяющих сборок при транспортно-технологических операциях изготовления сборок, а также при работах, связанных с постановкой и выгрузкой тепловыделяющих сборок из реактора, и элементами сборок воспринимают всю силовую нагрузку, определяемую весом кассеты и работой транспортно-перегрузочных устройств. При этом наиболее нагруженным является рабочее сечение (К) сварного шва как наиболее короткое расстояние от начала зоны сплавления захватной втулки с трубой до наружной поверхности сварного шва. Если величина этого расстояния более четверти толщины стенки трубы 1, то обеспечиваются требуемые прочностные характеристики сварного соединения, гарантирующие целостность тепловыделяющих сборок на всех этапах ее жизненного цикла.