CS656590A3 - Fuel element of a nuclear reactor and process for producing thereof - Google Patents

Description

- 2 -

Vynález se týká palivového článku jaderného reaktoru sevzájemně rovnoběžnými tyčemi, zejména tyčemi obsahujícími jader-né palivo, které jsou spojeny rozpěrkami a používají se v tlako-vodných, varných a plodících reaktorech. Vynález má obzvláštnívýznam pro rozepření palivových tyčí v moderních tlakovodníchreaktorech, které mají v porovnání s běžnými tlakovodními reak-tory nepatrnou vzdálenost mezi palivovými tyčemi. Vynález serevněž týká způsobu výroby rozpěrky pro palivový článek jaderné-ho reaktoru. 2 evropského spisu E-3-0 2I0 52Ó je známý palivový článekjaderného reaktoru, v němž jsou uspořádány rozpěrky sestavenéz mřížových ok pro uložení každé j ednotlivé tyče, Rozpěrky jsousestaveny z objímek, V každé mříži je mezi dvěma osmibokými hlavMimi objímkami umístěna kvadratická distanční objímka, Přitomjsou na hlavních objímkách vytvarovány poloviny distančních ob-jímek tak, že při sestavení mřížové rozpěrky na sebe dosedají volné konce ramen polovin distancnich objímek jedné hbvní objímky a volné konce ramen polovin di-stanční objímky sousední hlavní objímky. Místa jejich styku jsousvařena a tvoří podélné švy, které mají proti proudění chladiváprotékajícího palivovým článkem jenom nepatrný odpor, U moderních tlakovodních.reaktorů přináší velké obtíže udr-žování vzájemné vzdálenosti palivových tyčí právě v důsledkutoho, že jejich vzdálenost je oproti běžným tlakovým reaktorůmvelice malá. 3 Účelem vynálezu je vytvořit, palivový článek -jaderného reak- toru s rozpěrkou a vypracovat způsob výroby rozpěrky tak, aby by- lo i při malých vzdálenostech tyčí zajištěno spolehlivé držení tyčí ve vzájemné poloze a přitom co nejmensí odpor proti proudě- ní chladivá. Předmětem vynálezu je palivový článek jaderného reaktoru sevzájemně rovnoběžnými tyčemi, zejména tyčemi obsahujícími jader-né palivo, a s rozpěrkou tvořící sestavením prizmat ických objímekmříž, jejíž oka slouží k zasunutí jednotlivých tyčí, přičemž zobjímek jsou vyhnuty stojiny, jejímž volné konce v sestavených ob-jímkách na sebe dosedají na tupo a tvoří části stěn dalších objí-mek, přičemž místa styku jsou spojena svařením nebo spájením.

Tato konstrukce umožňuje těsné uspořádání ok mříže, přičemžnedochází k zúžení průtočného průřezu překrytím nebo zdvoj enímspoj ováných stěn v okách rozpěrky. Objímky rozpěrky lze vyrobitz jediného kusu plechu na automatech s velikou přesností, přičemždělení mříže rozpěrky lze přesně dodržet pomocí vhodných montáž- ních a svařovacích zařízení.

Pro použití pal. ivového článku v moderních tlakovodních reak-torech je účelné, aby objímky měly tvar šestibokého hranolu aaby stojiny^vlhnuty z rohů objímek. Oproti rozpěrce, kde se po- užívá osmibokých hlavních objímek a kvadratických distančníchobjímek, se při této konstrukci dosáhne podstatného zjednodušenía snížení odporu proti proudění chladivá, protože odpadají distanční objímky, - 4 - účelně j sou stojiny na svých.yolMých.koncích .zešikmené. Toumožňuje použití velmi tenkých plechů pro objímky, aniž by seplech musel zdvojovat nebo překrývat k tomu, aby vznikl trvanli-vý svarový šev.

Aby se maximálně snížil odpor proti proudění chladivá, jepodle vynálezu účelné vyříznout alespoň v jedné stěně objímkydva rovnoběžné výřezy' a vyhnout lamelu vzniklou mezi nimi ven,takže vytvoří pružinu, která slouží 1? uložení bez vůle pro tyčvedenou v objímce.

Vynález se rovněž týká způsobu výroby' rozpěrky' pro palivovýčlánek jaderného reaktoru se vzájemně rovnoběžnými tyčemi, zejména tyčemi obsahujícími palivo. Při tomto postupu se z plechu vy-sekne rozvinutý plást objímky, který se opatří zářezy pro stoji-ny a rovnoběžnými výřezy k vy tvoření lamel a vroubky, poté seplást vytvaruje v prizmatickou objímku a místo styku vytvořenéhopláště se svaří nebo spájí.: Poté se z něj vyhnou stojiny a lame-ly a velké množství objímek se vzájemně sestaví v rozpěrku tak,že volné konce stojin na sebe na tupo dosedají a tvoří částistěn přídavných objímek, přičemž stojiny se spojí svařením nebospájením a vznikne mříž, jejíž oka slouží každé pro zasunutíjedné tyče. Tento způsob lze realizovat jednoduchým způsobem alevně řezacími a ohýbacími automaty.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příkladem provedeníznázorněným na výkresech, kde značí obr. 1 pohled na palivovýčlánek jaderného reaktoru, obr, z půdorys části rozpěrky, obr, 3 5 ve zvětšeném měřítku půdorys objímky, obr. 4 rozvinutý plást ob- jímky a obr. 5 bokorys objímky z obr. 3.

Na obr. 1 je zakreslen palivový článek _I, který sestává zpalivových tyčí £ v šes tibokém mřížovém uspořádání, v jadernémreaktoru v jeho jádru je umístěn předem stanovený počet vzájemněidentických palivových článků, které jsou uloženy v tlakové nádo-bě a kterými proudí ve směru šipky K zdola nahoru chladivo. Pali-vové tyče palivového článku 1_ jsou přidržovány v nosné konsIruk » ci, která sestává z hlavy £ a paty £ palivového článku 1 a z vo-dicích trubek které leží mezi nitni a do kterých se zasouvajíneznázorněné ovládací tyče. Na vodicích trubkách £ jsou upevněnyrozpěrky 6~ - 1Λ, které spojují palivové tyče £ do svazku a přidr-žují je tak, aby se mohly volně roztahovat a aby přitom zůstalstejný průřez pro průtok chladivá, Ze stran otevřená konstrukcepalivových článků umožňuje příčné promíchávání chladivá a jeho stejnoměrný ohřev.

Obr. 2 znázorňuje v půdoryse část šestiboké rozpěrky 11,která sestavením prizmatických objímek I2 tvoří mříž. Její okaslouží k zasunutí vždy jedné palivové tyče 2~.

Jak je patrné z obr, 3, jsou z každé objímky I2 vyhnuty sto-jiny Ϊ3, které tvoří části stěn sousedních obj ímek 1_£ tím, žepři sestavení objímek I2 k sobě dosedají volné konce 13a stojinI3 na tupo na sebe. Místa styku I4 jsou spojena svaře- ním, Stojiny _Lr i sou na svých volných koncích skosené, což usnad-ňuje svaření tenkých stojin 13. 6 Při výrobě objímky se rozvinutý plást objímky 12 vyřízne ne-bo vysekne z plechu, např. z pásového plechu (obr. 4). Přitom sesoučasně vyříznou nebo vyseknou zářezy Iq pro vytvoření stojinI3 a rovnoběžné výřezy Ϊ5, ?6, mezi nimiž vzniknou lamely’, tytolamely mezi rovnoběžnými výřezy Ϊ5, ló se vyhnou ven, čímž vznik-ne pružina I?, která zajištuje pružné uložení bez vůle pro tyčprocházející objímkou Ϊ2, Tím, že pružina 17 sě vytvoří z plechutvořícího celý plaší, dosáhne se požadované měkké charakteristikypružení, aniž by se do objímky I2 musel vsazovat přídavný pružnýelement. Po vyříznutí nebo současně s vyříznutím lze v plášti ob- 'jímky lz vytlačit vroubky zQj které pak slouží jako ložiskovéelementy pro palivovou tyč 2 uloženou v objímce,

Vyříznutý plechový dílec 18 se polom vytvaruje v prizmatic-kou objímku l_2_, jak ukazuje obr. 5. Styčné strany zla, zlb pláštěobjímky 12 se pak svaří nebo spájí. Před spojením nebo po něm lzez objímky h vyhnout stojiny I3 a lamely, Objímka se potom zakalí.

Pro každou tyč, která má být uložena v objímce I2, se v ob-jímce I2 vytvoří nejméně tříbodové uložení, které sestává alespoňze dvou vroubků 2O a jedné pružiny 17. Jak ukazuje obr, 4 a 5,mohou být zářezy Iq v plechovém dílci 18 uspořádány souměrně naobou koncích-, Účelně má plechový dílec 18 na styčných stranách zla, zlbvýřez 2z_, do kterého zapadá při tvarování objímky lz plechový vý-stupek 23 na protilehlé styčné straně 2la, zlb, čímž vznikne tva-rový záběr, 7 K vytvoření rozpěrky 6 - 11 se předem stanovený počet objí-mek Iz spojí v mříž. Přitom se ze stojin I3 sousedních objímekΐ2 vytvoří stěny nových objímek. Jak ukazuje např. obr. 2, sesta-vením objímek 12, Ιζα, 12b vznikne nová objímka lze ze s toj in 13těchto tří objímek ΐ 2, Iza, 12b. Analogicky se to opakuje i uostatních objímek. Pro oka rozpěrky, která jsou na okraji, je po-užito ze strany otevřených objímek Izd s delšími stěnami, kterése svaří s rámem Ha,

Claims (5)

uí-c-s·.--- ...,,.^ ....... . ... .........,........... ...... .. . fl/íSí^Oli •-ligdl PATENTOVÉ NÁROKY fgóv" NXAOadl -_______ . ..VSO

1, Palivový článek jaderného reaktoru se nými tyčemi, zejména tyčemi obsahuj í čími jaderné al s roz- pěvROu >' ’: '’ e s t a ven í w pr izma t ic»?ýcn oojime4 { ÍzfaSfwi-Z, yejrz oka slouží k zasunutí jednotlivých tyčí, přičémt z objímek \lz) 1 5 6.5 6 S υ . jsou vyhnuty stojiny (I3), jejichž volné konce (lí-s^j v sestavenýchobjímkách ( 12) na sebe dosedá j í na tup.Q a tvoří pás t i IsΊ1 objímskílec), přičemž místa styku (I4) jsou spojena svařením ne-bo spájením,

2, Palivový článek podle bodu 1. vyznačený tím, ze objímky(I2) mají tvar šestibokého hranolu a stojiny (13) jsou vyhnuty zrohů objímek (I2),

3, Palivový článek podle bodu 2, vyznačený tím, že stoj my(lj) jsou na volných koncích (13a).sražené.

4, Palivový článek podle bodu 1, vyznčený tím, ze alespoňv jedné stěně objímky ( I2) jsou vyříznuty dva rovnoběžné výřezy(I5, 16) a lamela vzniklá mezi nimi je vyhnuta k vytvoření pruží-ny (I7} k uložení tyče vedené objímkou (I2) bez vůle,

5, Palivový článek podle bodu 1 nebo 4, vyznačený tím, ženejméně ve dvou stěnách objímky (I2} je vytvořen alespoň jedenvroubek { 20} jako ložisko pro tyč (2), ó. Způsob výroby rozpěrky pro palivový článek jaderného reak-toru se vzájemně rovnoběžnými tyčemi, zejména tyčemi obsahujícímipalivo, při kterém se z plechu vyřízne nebo vysekne rozvinutýplást "objímky (l.z), který se opatří zářezy (1ς>) pro stojiny (I3) ςι a rovnoběžnými výřezy ÍI5, 16) k vytvoření lamel a vroubky (20),plechový dílec (18) tvořící plást se vytvaruje v pri zrnatickouobjímku a jeho styčné strany se svaří nebo spájí, poté se vyhnoustojiny (I3) a lamely a předem stanovený počet objímek (I2) sesestaví v rozpěrku (6) tak, aby volné konce (13a) stoýin (I3)na sebe na tupo dosedaly a tvořily části stěn přídavných objímek(Izd), přičemž stojiny (I3) se spojí svařením nebo spájením a vytvoří se mříž, jejíž oka slouží každé pro jednu tyč {2).