Тепловидільний елемент ядерного реактора

УКРАЇНА (19) UA (11,27347 (із» С2 (51Ї 6G21C3/33.3/334 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПА РТА МЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ТЕПЛОВИДІЛЬНИЙ ЕЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА (21)93004009 (22)06.07 1992 -. '(24) 15.09 2000 * ' (31) Р 4125084.2 (32)29.07 1991 (33) DE (86) РСТЮЕ92/00561, 06 07.1992 (46) 15.09 2000, Бюл № 4, 2000 р (72) Pay Петер (DE), Свєрманн Вальтер (DE) (7 3 )C IMEH C Ar(DE) (561 Журнал "Ядерная энергия", том 31 (1988), Берлин, ГДР. (57) 1. Тепловыделяющий элемент ядерного реактора с имеющей удерживающую плату головкой тепловыделяющего элемента и с также имеющим удерживающую плату хвостовиком тепловыделяющего элемента, а также с заполненными ядерным топливом тепловыделяющими стержнями, которые находятся между внутренними сторонами обеих удерживающих плат, и при этом параллельная плата жестко и с зазором закреплена над внешней стороной удерживающей платы головки тепловыделяющего элемента на удерживающей плате, удерживающая труба, продольная ось которой пронизывает под прямым углом обе удерживающие платы, одним концом закреплена на удерживающей плате хвостовика тепловыделяющего элемента, а другим концом проходит через удерживающую плату головки тепловыделяющего элемента, находящаяся на внешней стороне удерживающей платы головки тепловыделяющего элемента направляющая труба установлена на пронизывающей удерживающую пла ту удерживающей тр убе и проходит свободно через параллельную плату, а направляющей тр убе придана коаксиальная накидная труба, которая на обращенной от внешней стороны удерживающей платы головки тепловыделяющего элемента верхней стороне параллельной платы соединена с направляющей трубой и которая удерживает направляющую тр убу на головке тепловыделяющего элемента, отличающийся тем, что удерживающая тр уба имеет прилегающий к внутренней стороне удерживающей платы головки тепловыделяющего элемента внешний выступ, направляющая труба снабжена резьбой и жестко привинчена к сопряженной резьбе на удерживающей трубе, накидная труба снабжена резьбой и жестко привинчена к сопряженной резьбе, находя щейся на параллельной плате, резьба на накидной трубе и сопряженная резьба на параллельной плате являются встречно направленными относительно резьбы на направляющей трубе и относительно резьбы на пронизывающей параллельную плату удерживающей трубе, направляющая труба и накидная труба для защиты от прокручи вания вокруг общей продольной оси зафиксированы друг относительно друга с геометрическим замыканием и с возможностью разборки 2 Тепловыделяющий элемент ядерного реактора по п унк ту 1 , о тли чающий ся тем , что вн е шний выступ на удерживающей тр убе является вне ш ним фланцем 3 Тепловыделяющий элемент ядерного реактора по п унк ту 1 , о тличающий ся тем , что накидная труба и направляющая труба зафиксированы раз мещенной на накидной трубе, проходя щей в осе вом направлении, плоской пружиной, которая про хо ди т ра диально через окно в накидной тр убе в выходящую о т конца над верхней стороной парал лельной платы продольную прорезь в направляю щей трубе. О СО СМ 3 Изобретение относится к тепловыделяющему элементу для охлаждаемых водой под давлением ядерных реакторов, построенных бывшим СССР. Подобный тепловыделяющий элемент ядерцого реактора является обычно применяемым. В известном тепловыделяющем элементе ядерного реактора направляющая труба на внешней стороне удерживающей платы головки тепловыделяющего элемента сама является удерживающей трубой. В эту удерживающую тр убу в ядерном реакторе, охлаждаемом водой под давлением, вдвигается управляющий стержень или измерительный инструмент в тепловыделяющий элемент ядерного реактора. 27347 Удерживающая тр уба свободно про ходи т как через удерживающую плату головки тепловыделяющего элемента, так и через параллельную плату Коаксиальная относительно удерживающей тр убы накидная труба одним концом жестко приварена на удерживающей плате головки тепловыделяющего элемента и также свободно пронизывает параллельн ую плату Концы накидной тр убы и удерживающей тр убы жестко сварены друг с другом над этой параллельной платой Поэтому головка тепловыделяюще го элемента не может быть отделена от удерживающей трубы, когда для ремонта тепловыделяющего элемента ядерного реактора должен быть заменен тепловыделяющий стержень, и в случае известного тепловыделяющего элемента приходится удаля ть для утилизации весь тепловыделяющий элемент ядерного реактора В основу изобретения поставлена задача обеспечения ремонтопригодности тепловыделяющего элемента охлаждаемого водой ядерного реактора путем разработки разборной конструкции головки тепловыделяющего элемента Поставленная задача решена благодаря тому, что - удерживающая тр уба имеет прилегающий к внутренней стороне удерживающей платы голов ки тепловыделяющего элемента внешний выступ, - направляющая тр уба снабжена резьбой и жестко привинчена к сопряженной резьбе на удер живающей трубе, - накидная труба снабжена резьбой и жестко привинчена к сопряженной резьбе находя щейся на параллельной плате, - резьба на накидной тр убе и сопряженная резьба на параллельной плате являются встречно направленными относительно резьбы на направ ляющей трубе и относительно резьбы на пронизы вающей параллельную плату удерживающей тр у бе и - направляющая труба и накидная труба для защиты от прокручи вания вокр уг общей продоль ной оси зафиксированы друг относительно друга с геометрическим замыканием и с возможностью разборки Кроме того, согласно изобретению, внешний выступ на удерживающей трубе выполнен в виде внешнего фланца, а также накидная труба и направляющая тр уба зафиксиро ваны размещенной на накидной трубе, проходя щей в осевом направлении плоской пружиной, которая проходит радиально через окно в накидной трубе в вы ходящую от конца над верхней стороной параллельной платы продольную прорезь в направляющей трубе Таким образом, благодаря разборной конструкции головки тепловыделяющего элемента согласно изобретению, при его ремонте может быть снят и утилизирован лишь тепловыделяющий стержень, а не весь тепловыделяющий элемент В случае этого тепловыделяющего элемента ядерного реактора для съема головки тепловыделяющего элемента стопорение между направляющей тр убой, пронизывающей верхнюю сторону параллельной платы, и накидной трубой может быть расцеплено Противоположно направленные резьбы на накидной трубе и на параллельной пла те, с одной стороны, и на направляющей трубе и пронизывающей параллельную плату удерживающей трубе, с другой стороны представляют собой защиту против проворачивания, которая является эффективной тогда, когда пронизывающая параллельную плату направляющая труба и накидная труба застопорены друг относительно друга Изобретение и его преимущества более подробно поясняются с помощью представленного на чертежах примера выполнения Фиг 1 показывает очень схематично в виде сбоку соответствующий изобретению тепловыделяющий элемент ядерного реактора Фиг 2 показывает в продольном сечении тепловыделяющий элемент ядерного реактора в соответствии с фи г 1 Фиг 3 показывает поперечное сечение направляющей тр убы и накидной трубы тепловыделяющего элемента ядерного реактора согласно фигурам 1 и 2 Фиг 4 показывает продольное сечение к фигуре 3 Тепловыделяющий элемент 1 ядерного реактора согласно фигуре 1 предназначен для реактора, охлаждаемого водой под давлением, и содержит хвостовик 2 тепловыделяющего элемента и головку 3 тепловыделяющего элемента, расположенные с зазором друг относительно друга Хвостовик 2 тепловыделяющего элемента имеет удерживающую плату 4, а головка 3 тепловыделяющего элемента имеет удерживающую плату 5. Удерживающие платы 4 и 5 являются параллельными друг др угу Между и х вн утренними сторонами находятся заполненные топливом тепловыделяющие стержни, из которых представлен один тепловыделяющий стержень 6 Этот тепловыделяющий стержень 6 является параллельным продольной оси 7 тепловыделяющего элемента ядерного реактора Концы стержней имеют зазор от удерживающей платы 4 или соответственно удерживающей платы 5 Также параллельная продольной оси 7 удерживающая труба 8 имеет продольную ось, которая проходит под прямым углом через удерживающую плату 4 хвостовика 2 тепловыделяющего элемента и удерживающую плату 5 головки 3 тепловыделяющего элемента На одном конце эта удерживающая труба 8 удерживается на хвостовике 2 тепловыделяющего элемента, а другим концом на головке 3 тепловыделяющего элемента Между вн утренними сторонами удерживающи х плат 4 и 5 находятся при рассмотрении в плоскостях поперечного сечения тепловыделяющего элемента ядерного реактора в направлении продольной оси 7 тепловыделяющего элемента ядерного реактора с зазором друг от др уга решетчатые дистанционирующие проставки 9, схематически представленные на фигуре 1 Удерживающая труба 8 проходит соответственно через одну ячейку решетча тых дистанционирующи х проставок 9, и эти решетчатые дистанционирующие проставки 9 удерживаются на удерживающей трубе 8 с геометрическим замыканием Тепловыделяющий стержень 6 в противоположность этому проходит через другую, также не видную на чертеже ячейку решетча ты х дистанционирующи х прос 27347 тавок 9 и удерживается с силовым замыканием в этой ячейке с помощью радиально действующей пружины, которая находится в этой ячейке на одной ее стенке и прижимает тепловыделяющий стержень 6 относительно двух также находящихся в ячейке на двух други х стенках ячейки жестких выступов Как показывает фигура 2, на которой одинаковые детали снабжены теми же ссылочными позициями, что и на фигуре 1, удерживающая тр уба 8 на одном конце на котором она имеет отверстие с только малым поперечным сечением, жестко привинчена на удерживающей плате 4 хвостовика 2 тепловыделяющего элемента Головка 3 тепловыделяюще го элемента имеет не только удерживающую плату 5, но и над внешней стороной платы 5 тепловыделяющего элемента с зазором от платы 5 тепловыделяющего элемента параллельную плату 10 Эта параллельная плата 10 жестко закреплена опорными ногами 11 на удерживающей плате 5 Другим, открытым концом удерживающая тр уба 8 пронизывает удерживающую плату 5 На этом конце удерживающая труба 8 имеет внешний фланец 12, прилегающий к внутренней стороне удерживающей платы 5 Далее удерживающая тр уба 8 над вне шней стороной удерживающей платы 5 имеет внешнюю резьбу 13, на которую внутренней резьбой 14 навинчена коаксиальная, открытая на обои х концах направляющая тр уба 15 Таким образом, удерживающая труба 8 жестко привинчена к удерживающей плате 5 Направляющая тр уба 1 5 сво бодн о про хо ди т ск возь пара ллельн ую п ла ту Х0 и опо рн ую п ла ту 16, ко то рая ра сположена с зазором от пара лле льной платы 10 на д обра щенной о т удержи ва ющей п ла ты 5 ве р хне й сторон ой п аралле льной пла ты 1 0 Коаксиальная относительно направляющей трубы 15, открытая на обоих концах накидная труба 17 содержит на одном конце внешнюю резьбу 18, которой она свинчена с сопряженной резьбой 19 внутри прохода в параллельной плате 10 Внутренняя резьба 14 на направляющей трубе 15 и внешняя резьба 13, как сопряженная резьба на удерживающей трубе 8 с одной стороны а также внешняя резьба 18 иа накидной трубе 17 и сопряженная резьба 19 на параллельной плате 10 с другой стороны, являются встречно направленными Накидная труба 17 с на ходящейся в ней направляющей тр убой 15 свободно пронизывает опорную плату 16 на которую одним концом опирается охваты вающая накидную тр убу 17 винтовая пружина 20 Другой конец этой винтовой пружины 20 опирается на верхнюю сторону параллельной платы 10 Далее на верхней стороне параллельной платы 10 жестко привинчен стяжной болт 21, который свободно пронизывает опорную плату 16 и имеет на обращенной от параллельной платы 10 верхней стороне опорной платы 16 опорную головку 22 для опорной платы 16 Таким образом удерживающая плата 5 с параллельной платой 10 головки 3 тепловыделяющего элемента является перемещаемой к опорной плате 16 против пружинящего действия представляющей собой пружину сжатия винтовой пружины 20 так, что на эту опорную плату 16 может воздействовать удерживающая структура в ядре реактора ядерного реактора охлаждаемого водой под давлением, в которой своим хвостовиком 2 и головкой 3 удерживается тепловыделяющий элемент ядерного реактора Как показывают фигуры 3 и 4, накидная труба 17 имеет на конце над верхней стороной параллельной платы 10 простирающиеся в продольном направлении накидной трубы 17 окна 23, в которых находится соответственно простирающаяся в аксиальном направлении накидной трубы 17 плоская пружина 24, которая, например, прочно приклепана обоими концами снаружи накидной тр убы 17 Эта плоская пружина 24 пронизывает окно 23 радиально внутрь и входи т там на конце направляющей трубы 15 над параллельной платой 10 в открытую продольную прорезь 25 так, что накидная труба 17 и направляющая тр уба 15 застопорены относительно друг друга против проворачивания Гаечный ключ, который входи т в продольные прорези 25 на направляющей трубе 15, может быть вставлен в эту направляющую тр убу 15 Этот гаечный ключ отжимает плоскую пружину 24 радиально через окно 23 наружу и снимает таким образом стопорение накидной трубы 17 с направляющей тр убой 15 Направляющая тр уба 15 может тогда быть беспрепятственно отвинчена от удерживающей тр убы 8 и головка 3 тепловыделяющего элемента может быть снята с этой удерживающей трубы 8 27347 J X 100 э /ОфО1°^ №Ао\о°