тепловыделяющая сборка с микротвэлами

Формула изобретения

Тепловыделяющая сборка с микротвэлами, включающая наружный перфорированный чехол, внутренний перфорированный чехол, подвижную подпружиненную крышку, днище, свободную засыпку микротвэлов в пространстве между ними и пространственные элементы жесткости, приваренные к наружному и внутреннему чехлам, отличающаяся тем, что в тепловыделяющей сборке на половине высоты засыпки микротвэлов выполнена перфорированная перегородка, жестко соединенная с наружным и внутренним чехлами, днище выполнено подвижным и снабжено пружинами силой больше веса нижней половины засыпки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области атомной энергетики.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является конструкция тепловыделяющей сборки с микротвэлами, включающая наружный перфорированный чехол, внутренний перфорированный чехол, подвижную подпружиненную крышку, днище, свободную засыпку микротвэлов в пространстве между ними и пространственные элементы жесткости, приваренные к наружному и внутреннему чехлам. (RU 95106615 А1, МПК G 21 С 3/00, 27.04.1997)

Известная конструкция организует поперечное течение теплоносителя в слое микротвэлов (МТ), что обеспечивает приемлемые гидравлические характеристики тепловыделяющей сборки (ТВС) даже при малом диаметре МТ. Подвижная подпружиненная крышка обеспечивает неподвижность слоя микротвэлов при работе на мощности, когда скорость теплоносителя может быть больше скорости образования “кипящего” слоя. Одновременно обеспечивается компенсация разности температурных расширений конструкционных материалов ТВС и засыпки МТ. Одной из проблем ТВС такого типа является обеспечение устойчивости наружного чехла под действием веса засыпки.

Задачей данного изобретения является уменьшение в два раза давления веса столба засыпки, действующего на стенки чехлов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в ТВС на половине высоты засыпки МТ выполнена перфорированная перегородка, жестко соединенная с наружным и внутренним чехлами, днище выполнено подвижным и снабжено пружинами силой больше веса нижней половины засыпки.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом.

ТВС на чертеже включает наружный чехол 1 с перфорацией 2, внутренний чехол 3 с перфорацией 4, пространственные элементы жесткости 5, направляющие трубы для всепоглощающих стержней 6, подвижную крышку 7, пружины 8, головку 9, перегородку 10 с перфорацией 11, подвижное днище 12, пружины 13, хвостовик 14 и засыпку МТ 15.

ТВС на чертеже работает следующим образом.

При работе реактора на номинальной мощности циркуляция теплоносителя происходит так же, как и ТВС в прототипе. Теплоноситель входит через хвостовик 14 во внутренний чехол 4, раздается через перфорацию 5, поступает в засыпку 15 и нагревается в ней. Горячий теплоноситель через перфорацию 2 в чехле 1 выходит из ТВС в зазор между соседними ТВС (на чертеже не показаны) и по нему выходит из активной зоны. Перфорация 11 в перегородке 12 не мешает циркуляции теплоносителя в вертикальном направлении. Вертикальная составляющая скорости вносит всего несколько процентов в переносе тепла по сравнению с переносом, происходящим в зазоре между соседними ТВС. Тем не менее эта составляющая важна с точки зрения выравнивания осевой неравномерности подогрева теплоносителя. Неподвижность засыпки обеспечивается подвижной крышкой 7 и пружинами 8. Компенсация разности температурных расширений обеспечивается подвижными крышкой 7 и днищем 11. В стояночном режиме при отсутствии циркуляции теплоносителя засыпка удерживается днищем 11 за счет силы пружин 13. При этом давление веса столба засыпки в два раза меньше, так как половину веса столба воспринимает перегородка 12.

Предложенное техническое решение позволяет уменьшить необходимую толщину наружного чехла в два раза и тем самым существенно улучшить нейтронно-физические и теплогидравлические характеристики активной зоны с МТ.