EA046836B1

EA046836B1 - SHANK AND HEAT ASSEMBLY CONTAINING SUCH SHANK

Info

Publication number: EA046836B1
Application number: EA202393064
Authority: EA
Inventors: Аисса Мхамед Бен; Паскаль Бланк; Марко Мессингшлагер
Original assignee: Фраматом
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2024-04-26

Abstract

Изобретение относится к хвостовику, содержащему трубчатый корпус (16) хвостовика, имеющий нижнее отверстие (18) и верхнее отверстие (20), нижнюю опорную плиту (24), проходящую поперек верхнего отверстия (20), и фильтр (28) твердых частиц, расположенный в трубчатом корпусе (16) хвостовика под нижней опорной плитой (24), при этомуказанный хвостовик содержит соединительные элементы (32), каждый из которых выполнен с возможностью крепления нижнего конца соответствующей направляющей трубы (12) тепловыделяющей сборки к нижней опорной плите (24) и с каждым из которых могут быть осуществлены операции под фильтром (28) твердых частиц для крепления направляющей трубы (12) к нижней опорной плите (24) и отсоединения направляющей трубы (12) от нижней опорной плиты (24).The invention relates to a tailstock comprising a tubular body (16) of the tailstock having a lower opening (18) and an upper opening (20), a lower support plate (24) extending across the upper opening (20), and a filter (28) of solid particles located in the tubular body (16) of the tailstock under the lower support plate (24), wherein said tailstock comprises connecting elements (32), each of which is configured to secure the lower end of the corresponding guide tube (12) of the fuel assembly to the lower support plate (24) and with each of which operations can be carried out under the filter (28) of solid particles for securing the guide tube (12) to the lower support plate (24) and disconnecting the guide tube (12) from the lower support plate (24).

Description

Изобретение относится к хвостовикам для тепловыделяющих сборок.The invention relates to tails for fuel assemblies.

Тепловыделяющая сборка (или ядерная тепловыделяющая сборка), такая как тепловыделяющая сборка, предназначенная для ВВЭР (водо-водяного энергетического реактора), содержит каркас, служащий опорой для тепловыделяющих элементов (или ядерных тепловыделяющих элементов), расположенных в виде организованной шестиугольной решетки.A fuel assembly (or nuclear fuel assembly), such as a fuel assembly designed for a WWER (pressurized water reactor), comprises a frame that supports the fuel elements (or nuclear fuel elements) arranged in an organized hexagonal lattice.

Каждый тепловыделяющий элемент содержит трубчатую оболочку, внутри которой находится ядерное топливо (например, топливные таблетки, в частности таблетки из диоксида урана), причем оба конца трубчатой оболочки закрыты соответствующими концевыми заглушками.Each fuel element contains a tubular shell containing nuclear fuel (e.g. fuel pellets, in particular uranium dioxide pellets), with both ends of the tubular shell being closed by appropriate end caps.

Каркас содержит хвостовик и головку, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль оси сборки, множество направляющих труб, проходящих вдоль оси сборки и соединяющих вместе хвостовик с головкой, дистанционирующие решетки, расположенные на расстоянии друг от друга в продольном направлении и прикрепленные к направляющим трубам, и одну трубку для контрольно-измерительных приборов.The frame comprises a tailstock and a head located at a distance from each other along the assembly axis, a plurality of guide tubes extending along the assembly axis and connecting the tailstock and the head together, spacer grids located at a distance from each other in the longitudinal direction and attached to the guide tubes, and one tube for control and measuring instruments.

Тепловыделяющие элементы проходят между хвостовиком и головкой, проходя через дистанционирующие решетки. Функция дистанционирующих решеток заключается в поддержке тепловыделяющих элементов вдоль оси сборки в организованной шестиугольной решетке.The fuel elements pass between the tail and the head, passing through spacer grids. The function of the spacer grids is to support the fuel elements along the assembly axis in an organized hexagonal grid.

Во время работы тепловыделяющая сборка вводится в активную зону реактора, размещенную в корпусе ядерного реактора, так, чтобы продольная ось сборки проходила по существу вертикально, и теплоноситель протекает вертикально через тепловыделяющую сборку для замедления ядерной реакции и отвода тепла, выделяемого тепловыделяющими элементами.During operation, the fuel assembly is inserted into the reactor core, housed in a nuclear reactor vessel, so that the longitudinal axis of the assembly is substantially vertical, and coolant flows vertically through the fuel assembly to slow down the nuclear reaction and remove heat generated by the fuel elements.

При проведении операций техобслуживания может образовываться мелкий мусор, например металлические частицы, и этот мусор может переноситься потоком теплоносителя, что может приводить к повреждению тепловыделяющих элементов тепловыделяющей сборки, например, за счет фреттинг-износа.During maintenance operations, small debris, such as metal particles, may be generated and this debris may be carried by the coolant flow, which may lead to damage to the fuel elements of the fuel assembly, for example due to fretting wear.

Введение фильтра твердых частиц в конструкцию хвостовика увеличивает сложность тепловыделяющей сборки и повышает стоимость ее изготовления, а также может приводить к возрастанию перепада давления в потоке теплоносителя.The introduction of a particulate filter into the tail design increases the complexity of the fuel assembly and increases the cost of its manufacture, and can also lead to an increase in the pressure drop in the coolant flow.

Одна из задач настоящего изобретения заключается в создании хвостовика, обладающего хорошей устойчивостью к фреттинг-износу, возникающему из-за твердых частиц, а также облегчающего техобслуживание.One of the objects of the present invention is to provide a shank that has good resistance to fretting wear caused by solid particles and also facilitates maintenance.

С этой целью настоящим изобретением предлагается хвостовик для тепловыделяющей сборки, содержащий трубчатый корпус хвостовика, имеющий нижнее отверстие и верхнее отверстие, нижнюю опорную плиту, проходящую поперек верхнего отверстия, и фильтр твердых частиц, расположенный в трубчатом корпусе хвостовика под нижней опорной плитой, при этом указанный хвостовик содержит соединительные элементы, каждый из которых выполнен с возможностью крепления нижнего конца соответствующей направляющей трубы тепловыделяющей сборки к нижней опорной плите и с каждым из которых могут быть осуществлены операции под фильтром твердых частиц для крепления направляющей трубы к нижней опорной плите и отсоединения направляющей трубы от нижней опорной плиты.For this purpose, the present invention proposes a tailpiece for a fuel assembly, comprising a tubular body of the tailpiece, having a lower opening and an upper opening, a lower support plate extending across the upper opening, and a solid particle filter located in the tubular body of the tailpiece under the lower support plate, wherein said tailpiece comprises connecting elements, each of which is designed with the possibility of fastening the lower end of the corresponding guide tube of the fuel assembly to the lower support plate and with each of which operations can be carried out under the solid particle filter for fastening the guide tube to the lower support plate and detaching the guide tube from the lower support plate.

В частных вариантах осуществления изобретения хвостовик содержит один или несколько следующих необязательных признаков, взятых по отдельности или в любой технически возможной комбинации:In particular embodiments of the invention, the shank comprises one or more of the following optional features, taken individually or in any technically possible combination:

каждый соединительный элемент содержит соединительный стержень, проходящий через соединительное отверстие нижней опорной плиты, причем указанный соединительный стержень имеет верхний конец, выполненный с возможностью соединения с нижним концом направляющей трубы, и нижний конец, снабженный соединительной головкой, выполненной с возможностью удержания соединительного стержня под нижней опорной плитой;each connecting element comprises a connecting rod passing through a connecting hole of the lower support plate, wherein said connecting rod has an upper end configured to be connected to the lower end of the guide pipe, and a lower end provided with a connecting head configured to retain the connecting rod under the lower support plate;

соединительная головка обеспечивает возможность осуществления операций с соединительным стержнем при креплении соединительного стержня к направляющей трубе и/или отсоединении соединительного стержня от направляющей трубы;the connecting head provides the ability to perform operations with the connecting rod when attaching the connecting rod to the guide pipe and/or detaching the connecting rod from the guide pipe;

соединительный стержень проходит через соединительное отверстие фильтра твердых частиц, причем соединительная головка расположена под фильтром твердых частиц;the connecting rod passes through the connecting hole of the particulate filter, and the connecting head is located under the particulate filter;

каждый соединительный элемент выполнен с возможностью крепления фильтра твердых частиц к нижней опорной плите;each connecting element is designed to allow the attachment of a particulate filter to the lower support plate;

хвостовик выполнен так, чтобы сохранялось осевое расстояние между фильтром твердых частиц и нижней опорной плитой;the tailpiece is designed so that the axial distance between the particulate filter and the lower support plate is maintained;

хвостовик содержит колонки, проходящие между нижней поверхностью нижней опорной плиты и фильтром твердых частиц;the tailpiece contains columns that extend between the lower surface of the lower support plate and the particulate filter;

каждая колонка имеет трубчатую форму, причем соединительный стержень каждого соединительного элемента проходит через соответствующую колонку;each column is tubular in shape, with the connecting rod of each connecting element passing through the corresponding column;

каждый соединительный элемент упирается в нижний конец колонки;each connecting element rests against the lower end of the column;

каждая колонка выполнена с возможностью сохранения осевого расстояния между нижней опорной плитой и фильтром твердых частиц;each column is designed to maintain the axial distance between the lower support plate and the solid particle filter;

каждая колонка содержит упорную поверхность, расположенную на определенном расстоянии отeach column contains a thrust surface located at a certain distance from

- 1 046836 нижнего конца колонки и выполненную с возможностью ограничения перемещения фильтра твердых частиц вверх вдоль колонки;- 1 046836 lower end of the column and designed with the possibility of limiting the movement of the solid particle filter upward along the column;

корпус хвостовика и фильтр твердых частиц позволяют вставлять фильтра твердых частиц в корпус хвостовика с верхней стороны корпуса хвостовика через верхнее отверстие;The tailpiece housing and particulate filter allow the particulate filter to be inserted into the tailpiece housing from the top side of the tailpiece housing through the top opening;

внутри корпуса хвостовика предусмотрен стопорный элемент, выполненный с возможностью ограничения перемещения фильтра твердых частиц вниз при его установке в корпус хвостовика через верхнее отверстие;inside the tailpiece body there is a locking element designed to limit the downward movement of the solid particle filter when it is installed in the tailpiece body through the upper opening;

каждый соединительный элемент расположен так, чтобы он был совмещен с нижним отверстием корпуса хвостовика, чтобы с ним можно было осуществлять операции через нижнее отверстие.each connecting element is positioned so that it is aligned with the lower opening of the shank body so that it can be operated through the lower opening.

Объектом настоящего изобретения является также тепловыделяющая сборка, содержащая пучок тепловыделяющих элементов и каркас, поддерживающий тепловыделяющие элементы, причем каркас содержит вышеописанный хвостовик, головку, множество направляющих труб, соединяющих хвостовик с головкой с сохранением заданного расстояния, и множество дистанционирующих решеток, установленных на расстоянии друг от друга вдоль направляющих труб, при этом тепловыделяющие элементы проходят через дистанционирующие решетки, причем каждый соединительный элемент хвостовика соединяет нижний конец соответствующей направляющей трубы с нижней опорной плитой хвостовика.The object of the present invention is also a fuel assembly comprising a bundle of fuel elements and a frame supporting the fuel elements, wherein the frame comprises the above-described tail, a head, a plurality of guide tubes connecting the tail with the head while maintaining a given distance, and a plurality of spacer grids installed at a distance from each other along the guide tubes, wherein the fuel elements pass through the spacer grids, wherein each connecting element of the tail connects the lower end of the corresponding guide tube with the lower support plate of the tail.

Настоящее изобретение и обеспечиваемые им преимущества станут более понятны после ознакомления со следующим описанием, приводимым исключительно в качестве неограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи.The present invention and the advantages provided by it will become more apparent from the following description, given solely by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings.

На фиг. 1 показан вид сбоку тепловыделяющей сборки, предназначенной для использования, например, вместе с ВВЭР и содержащей хвостовик;Fig. 1 shows a side view of a fuel assembly intended for use, for example, with a WWER and containing a tail;

на фиг. 2 - вид в разрезе хвостовика;Fig. 2 - sectional view of the shank;

на фиг. 3 - изображение в увеличенном масштабе области III, обозначенной на фиг. 2.Fig. 3 is an enlarged view of region III, designated in Fig. 2.

Показанная на фиг. 1 тепловыделяющая сборка 2 проходит вдоль оси L сборки. Во время работы тепловыделяющая сборка 2 вводится в активную зону реактора так, что ось L сборки располагается вертикально.The fuel assembly 2 shown in Fig. 1 extends along the axis L of the assembly. During operation, the fuel assembly 2 is inserted into the reactor core so that the axis L of the assembly is located vertically.

Используемые далее в настоящем описании термины верхний, нижний, хвостовик, головка, продольный и поперечный относятся к положению тепловыделяющей сборки во время работы, когда ось L сборки является продольной и вертикальной.The terms upper, lower, tail, head, longitudinal and transverse used hereinafter in this description refer to the position of the fuel assembly during operation when the L axis of the assembly is longitudinal and vertical.

Тепловыделяющая сборка 2 содержит пучок тепловыделяющих элементов 4, поддерживаемых каркасом 6. Тепловыделяющие элементы 4 проходят параллельно друг другу и параллельно оси L сборки.The fuel assembly 2 contains a bundle of fuel elements 4 supported by a frame 6. The fuel elements 4 extend parallel to each other and parallel to the axis L of the assembly.

Каркас 6 включает в себя хвостовик 8 и головку 10, расположенные на расстоянии друг от друга в вдоль оси L сборки.The frame 6 includes a shank 8 and a head 10, located at a distance from each other along the axis L of the assembly.

Каркас 6 содержит направляющие трубы 12, соединяющие хвостовик 8 с головкой 10 с обеспечением заданного расстояния между хвостовиком 8 и головкой 10 вдоль оси L сборки. Направляющие трубы 12 параллельны оси L сборки. Тепловыделяющие элементы 4 расположены между хвостовиком 8 и головкой 10.The frame 6 contains guide tubes 12 connecting the tail 8 with the head 10, ensuring a specified distance between the tail 8 and the head 10 along the axis L of the assembly. The guide tubes 12 are parallel to the axis L of the assembly. The heat-generating elements 4 are located between the tail 8 and the head 10.

Каркас 6 содержит множество дистанционирующих решеток 14, распределенных вдоль направляющих труб 12 и жестко прикрепленных к направляющим трубам 12. Тепловыделяющие элементы 4 проходят через дистанционирующие решетки 14. Каждая дистанционирующая решетка 14 предназначена для поддержки тепловыделяющих элементов 4 вдоль оси L сборки и поперек оси L сборки.The frame 6 contains a plurality of spacer grids 14 distributed along the guide tubes 12 and rigidly attached to the guide tubes 12. The fuel elements 4 pass through the spacer grids 14. Each spacer grid 14 is intended to support the fuel elements 4 along the axis L of the assembly and across the axis L of the assembly.

Каждая дистанционирующая решетка 14 предназначена для удержания тепловыделяющих элементов 4 на расстоянии друг от друга в поперечном направлении.Each spacer grid 14 is designed to hold the fuel elements 4 at a distance from each other in the transverse direction.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения тепловыделяющие элементы 4 зафиксированы в поперечном направлении в узлах воображаемой гексагональной сетки. В этом случае пучок тепловыделяющих элементов 4 в плоскости, перпендикулярной оси L сборки, образует шестиугольный контур. Направляющие трубы 12 расположены в некоторых узлах воображаемой гексагональной сетки.In one of the possible embodiments of the invention, the fuel elements 4 are fixed in the transverse direction at the nodes of an imaginary hexagonal grid. In this case, the bundle of fuel elements 4 in the plane perpendicular to the axis L of the assembly forms a hexagonal contour. The guide tubes 12 are located at some nodes of the imaginary hexagonal grid.

Тепловыделяющая сборка 2 предназначена, например, для водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР). Тепловыделяющие сборки 2 для ВВЭР обычно содержат тепловыделяющие элементы 4, расположенные в шестиугольной решетке.The fuel assembly 2 is intended, for example, for a water-moderated power reactor (VVER). Fuel assemblies 2 for VVER usually contain fuel elements 4 located in a hexagonal lattice.

Во время работы тепловыделяющая сборка 2 вводится в активную зону реактора, расположенную в корпусе ядерного реактора, между нижней плитой и верхней плитой активной зоны так, что ось L сборки располагается вертикально.During operation, fuel assembly 2 is inserted into the reactor core located in the nuclear reactor vessel between the lower plate and the upper plate of the core so that the L axis of the assembly is located vertically.

Хвостовик 8 выполнен с возможностью опоры на нижнюю плиту активной зоны, содержащую канал для теплоносителя, позволяющий теплоносителю поступать в хвостовик 8 и протекать вверх через тепловыделяющую сборку 2 для замедления ядерной реакции и отвода тепла от тепловыделяющих элементов 4 (показано стрелкой F на фиг. 2).The tail 8 is designed to be supported on the lower plate of the active zone, containing a channel for the coolant, allowing the coolant to enter the tail 8 and flow upward through the fuel assembly 2 to slow down the nuclear reaction and remove heat from the fuel elements 4 (shown by arrow F in Fig. 2).

Как показано на фиг. 2, хвостовик 8 содержит трубчатый корпус 16 хвостовика, проходящий вдоль оси N хвостовика и имеющий нижнее отверстие 18 и верхнее отверстие 20. Во время работы ось N хвостовика по существу совпадает с осью L сборки.As shown in Fig. 2, the shank 8 comprises a tubular shank body 16 extending along the shank axis N and having a lower opening 18 and an upper opening 20. During operation, the shank axis N substantially coincides with the assembly axis L.

Нижнее отверстие 18 выполнено так, чтобы оно было совмещено с каналом для теплоносителяThe lower opening 18 is made so that it is aligned with the coolant channel.

- 2 046836 нижней плиты активной зоны и, таким образом, в него поступал поток теплоносителя (показано стрелкой F на фиг. 2).- 2 046836 of the lower plate of the active zone and, thus, the coolant flow entered it (shown by arrow F in Fig. 2).

Корпус 16 хвостовика образует внутренний канал 22, проходящий вдоль оси N хвостовика от нижнего отверстия 18 к верхнему отверстию 20 и позволяющий теплоносителю протекать в корпусе 16 хвостовика от нижнего отверстия 18 к верхнему отверстию 20.The body 16 of the tailpiece forms an internal channel 22, passing along the axis N of the tailpiece from the lower opening 18 to the upper opening 20 and allowing the coolant to flow in the body 16 of the tailpiece from the lower opening 18 to the upper opening 20.

Хвостовик 8 содержит нижнюю опорную плиту 24, проходящую поперек верхнего отверстия 20. Нижняя опорная плита 24 жестко прикреплена к корпусу 16 хвостовика и позволяет прикреплять к ней направляющие трубы 12.The tailpiece 8 comprises a lower support plate 24 extending across the upper opening 20. The lower support plate 24 is rigidly attached to the body 16 of the tailpiece and allows the guide pipes 12 to be attached to it.

Нижняя опорная плита 24 имеет нижнюю поверхность 24А и верхнюю поверхность 24В.The lower support plate 24 has a lower surface 24A and an upper surface 24B.

Нижняя опорная плита 24 позволяет теплоносителю протекать через нее. Нижняя опорная плита 24 имеет, например, множество проточных отверстий 26, проходящих через нижнюю опорную плиту 24 и позволяющих теплоносителю протекать через нижнюю опорную плиту 24.The lower support plate 24 allows the coolant to flow through it. The lower support plate 24 has, for example, a plurality of flow holes 26 passing through the lower support plate 24 and allowing the coolant to flow through the lower support plate 24.

Хвостовик 8 содержит фильтр 28 твердых частиц, установленный внутри корпуса 16 хвостовика под нижней опорной плитой 24. Фильтр 28 твердых частиц расположен в осевом направлении между нижней опорной плитой 24 и нижним отверстием 18 хвостовика 8. Фильтр 28 твердых частиц расположен выше по потоку относительно нижней опорной плиты 24, если смотреть в направлении потока теплоносителя.The tailpiece 8 contains a filter 28 of solid particles, installed inside the body 16 of the tailpiece under the lower support plate 24. The filter 28 of solid particles is located in the axial direction between the lower support plate 24 and the lower opening 18 of the tailpiece 8. The filter 28 of solid particles is located upstream relative to the lower support plate 24, when viewed in the direction of the coolant flow.

Фильтр 28 твердых частиц имеет нижнюю поверхность 28А и верхнюю поверхность 28В.The particulate filter 28 has a lower surface 28A and an upper surface 28B.

Фильтр 28 твердых частиц выполнен так, что он позволяет теплоносителю протекать через него, но задерживает твердые частицы, которые могут присутствовать в теплоносителе.The solid particle filter 28 is designed in such a way that it allows the coolant to flow through it, but retains solid particles that may be present in the coolant.

Фильтр 28 твердых частиц содержит каналы 30, обеспечивающие возможность прохождения теплоносителя через фильтр 28 твердых частиц. Каждый канал 30 проходит от нижней поверхности 28А до верхней поверхности 28В фильтра 28 твердых частиц.The solid particle filter 28 comprises channels 30 that enable the coolant to pass through the solid particle filter 28. Each channel 30 extends from the lower surface 28A to the upper surface 28B of the solid particle filter 28.

Фильтр 28 твердых частиц содержит, например, каналы 30 с небольшим размером поперечного сечения, задерживающие твердые частицы, размер которых больше размера поперечного сечения каналов 30.The filter 28 of solid particles comprises, for example, channels 30 with a small cross-sectional size, which retain solid particles whose size is larger than the cross-sectional size of the channels 30.

Фильтр 28 твердых частиц содержит каналы 30, проходящие в осевом направлении. В качестве альтернативы или дополнительно фильтр 28 твердых частиц может содержать извилистые каналы 30. Такие каналы 30 служат для задержания твердых частиц удлиненной формы.The filter 28 of solid particles comprises channels 30 extending in the axial direction. Alternatively or additionally, the filter 28 of solid particles may comprise tortuous channels 30. Such channels 30 serve to retain solid particles of an elongated shape.

Хвостовик 8 содержит соединительные элементы 32, каждый из которых выполнен с возможностью крепления нижнего конца соответствующей направляющей трубы 12 тепловыделяющей сборки 2 к нижней опорной плите 24. Предпочтительно, каждый соединительный элемент 32 выполнен с возможностью крепления направляющей трубы 12 к нижней опорной плите 24 в осевом и поперечном направлении.The tail 8 comprises connecting elements 32, each of which is designed with the possibility of fastening the lower end of the corresponding guide tube 12 of the fuel assembly 2 to the lower support plate 24. Preferably, each connecting element 32 is designed with the possibility of fastening the guide tube 12 to the lower support plate 24 in the axial and transverse direction.

Каждый соединительный элемент 32 выполнен так, чтобы с ним можно было осуществлять операции снизу фильтра 28 твердых частиц для присоединения направляющей трубы 12 к нижней опорной плите 24 и/или отсоединения направляющей трубы 12 от нижней опорной плиты 24.Each connecting element 32 is designed so that it can be operated from below the filter 28 of solid particles to connect the guide pipe 12 to the lower support plate 24 and/or disconnect the guide pipe 12 from the lower support plate 24.

Как показано на фиг. 3, каждый соединительный элемент 32 может представлять собой, например, соединительный стержень 36, проходящий через нижнюю опорную плиту 24 и фильтр 28 твердых частиц и содержащий верхний конец 38, который крепится к нижнему концу 40 направляющей трубы 12, и нижний конец 42.As shown in Fig. 3, each connecting element 32 may be, for example, a connecting rod 36 passing through the lower support plate 24 and the particulate filter 28 and comprising an upper end 38 which is attached to the lower end 40 of the guide pipe 12, and a lower end 42.

Более конкретно, соединительный стержень 36 проходит через соединительное отверстие 44 нижней опорной плиты 24 и через соответствующее соединительное отверстие 46 фильтра 28 твердых частиц.More specifically, the connecting rod 36 passes through the connecting hole 44 of the lower support plate 24 and through the corresponding connecting hole 46 of the particulate filter 28.

Верхний конец 38 соединительного стержня 36 служит, например, для привинчивания соединительного стержня 36 к нижнему концу 40 направляющей трубы 12.The upper end 38 of the connecting rod 36 serves, for example, to screw the connecting rod 36 to the lower end 40 of the guide pipe 12.

Верхний конец 38 соединительного стержня 36, например, имеет резьбу для привинчивания к нижнему концу 40 направляющей трубы 12, снабженному резьбой, ответной резьбе верхнего конца 38 соединительного стержня 36. Верхний конец 38 соединительного стержня 36, например, может иметь наружную резьбу, а нижний конец 40 направляющей трубы 12 - соответствующую внутреннюю резьбу.The upper end 38 of the connecting rod 36, for example, has a thread for screwing to the lower end 40 of the guide pipe 12, provided with a thread corresponding to the thread of the upper end 38 of the connecting rod 36. The upper end 38 of the connecting rod 36, for example, can have an external thread, and the lower end 40 of the guide pipe 12 - a corresponding internal thread.

На нижнем конце 42 соединительного стержня 36 имеется соединительная головка 48, выполненная с возможностью удержания соединительного стержня 36 под нижней опорной плитой 24.At the lower end 42 of the connecting rod 36 there is a connecting head 48, designed with the possibility of holding the connecting rod 36 under the lower support plate 24.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения соединительная головка 48 привинчена к соединительному стержню 36. В качестве альтернативы соединительная головка 48 может быть выполнена за одно целое с соединительным стержнем 36. В этом случае соединительная головка 48 не может быть отсоединена от соединительного стержня 36. В частном варианте соединительная головка 48 и соединительный стержень 36 могут быть приварены друг к другу или выполнены из единого куска материала.In one possible embodiment of the invention, the connecting head 48 is screwed to the connecting rod 36. Alternatively, the connecting head 48 can be made in one piece with the connecting rod 36. In this case, the connecting head 48 cannot be separated from the connecting rod 36. In a particular embodiment, the connecting head 48 and the connecting rod 36 can be welded to each other or made from a single piece of material.

Предпочтительно, соединительная головка 48 позволяет осуществлять операции с соединительным стержнем 36 и, таким образом, присоединять направляющую трубу 12 к нижней опорной плите 24 и/или отсоединять направляющую трубу 12 от нижней опорной плиты 24.Preferably, the connecting head 48 allows operations to be performed with the connecting rod 36 and, thus, to connect the guide tube 12 to the lower support plate 24 and/or to disconnect the guide tube 12 from the lower support plate 24.

Соединительная головка 48, например, служит для вращения соединительного стержня 36, наприThe connecting head 48, for example, serves to rotate the connecting rod 36, for example

- 3 046836 мер, для привинчивания соединительного стержня 36 к нижнему концу 40 направляющей трубы 12 и/или отвинчивания соединительного стержня 36 от нижнего конца 40 направляющей трубы 12.- 3 046836 measures, for screwing the connecting rod 36 to the lower end 40 of the guide pipe 12 and/or unscrewing the connecting rod 36 from the lower end 40 of the guide pipe 12.

Привинчивание/отвинчивание соединительного стержня 36 осуществляется с нижней стороны нижней опорной плиты 24 через нижнее отверстие 18 корпуса 16 хвостовика.Screwing/unscrewing of the connecting rod 36 is carried out from the bottom side of the lower support plate 24 through the lower opening 18 of the body 16 of the tailpiece.

Соединительная головка 48, например, может иметь грани, обеспечивающие возможность ее привинчивания/отвинчивания с помощью соответствующего инструмента, такого как гаечный ключ. В частном варианте соединительная головка 48 может иметь шестигранную форму.The coupling head 48, for example, may have edges that allow it to be screwed/unscrewed using a suitable tool, such as a wrench. In a particular embodiment, the coupling head 48 may have a hexagonal shape.

Предпочтительно, каждый соединительный элемент 32 служит для крепления фильтра 28 твердых частиц под нижней опорной плитой 24.Preferably, each connecting element 32 serves to secure a particulate filter 28 below the lower support plate 24.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения соединительная головка 48 выполнена с возможностью удержания фильтра 28 твердых частиц за счет взаимодействия с периферией соединительного отверстия 46 на нижней поверхности 28А фильтра 28 твердых частиц.In one possible embodiment of the invention, the connecting head 48 is configured to retain the particulate filter 28 by interacting with the periphery of the connecting opening 46 on the lower surface 28A of the particulate filter 28.

Предпочтительно, хвостовик 8 выполнен с возможностью сохранения осевого расстояния S между фильтром 28 твердых частиц и нижней опорной плитой 24.Preferably, the tailpiece 8 is designed to maintain an axial distance S between the solid particle filter 28 and the lower support plate 24.

Благодаря этому осевому расстоянию S сохраняется промежуточное пространство 52 между фильтром 28 твердых частиц и нижней опорной плитой 24, более конкретно, между верхней поверхностью 28В фильтра 28 твердых частиц и нижней поверхностью 24А нижней опорной плиты 24.Due to this axial distance S, an intermediate space 52 is maintained between the particulate filter 28 and the lower support plate 24, more specifically, between the upper surface 28B of the particulate filter 28 and the lower surface 24A of the lower support plate 24.

Наличие расстояния S между нижней опорной плитой 24 и фильтром 28 твердых частиц обеспечивает гибкую конструкцию фильтра 28 твердых частиц без повышения коэффициента потери давления хвостовика 8. Действительно, геометрия фильтра 28 твердых частиц не обязательно должна соответствовать нижней опорной плите 24. Таким образом, фильтр 28 твердых частиц, например, может быть смещен относительно нижней опорной плиты 24.The presence of a distance S between the lower support plate 24 and the filter 28 of solid particles ensures a flexible design of the filter 28 of solid particles without increasing the pressure loss coefficient of the tail 8. Indeed, the geometry of the filter 28 of solid particles does not necessarily have to correspond to the lower support plate 24. Thus, the filter 28 of solid particles, for example, can be offset relative to the lower support plate 24.

Таким образом, хвостовик 8 представляет собой модульную конструкцию, в которой на одну и ту же нижнюю опорную плиту 24 могут устанавливаться различные фильтры 28 твердых частиц, в частности фильтры 28 твердых частиц, обеспечивающие различные коэффициенты потери давления на хвостовике 8.Thus, the tailpiece 8 represents a modular design in which various filters 28 of solid particles can be installed on the same lower support plate 24, in particular filters 28 of solid particles providing different pressure loss coefficients on the tailpiece 8.

При проведении операции техобслуживания один фильтр 28 твердых частиц в хвостовике 8 легко может быть заменен другим, идентичным или отличающимся от первого.When performing a maintenance operation, one filter 28 of solid particles in the tailpiece 8 can easily be replaced by another, identical or different from the first.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения хвостовик 8 содержит колонки 54, которые проходят между нижней поверхностью 24А нижней опорной плиты 24 и фильтром 28 твердых частиц и каждая из которых выполнена с возможностью обеспечения расстояния S между нижней опорной плитой 24 и фильтром 28 твердых частиц.In one possible embodiment of the invention, the tail 8 comprises columns 54 that extend between the lower surface 24A of the lower support plate 24 and the solid particle filter 28, and each of which is designed to provide a distance S between the lower support plate 24 and the solid particle filter 28.

Предпочтительно, каждое соединительное отверстие 44 нижней опорной плиты 24 проходит внутри соответствующей колонки 54, которая, таким образом, имеет трубчатую конструкцию. Каждый соединительный стержень 36 проходит через соответствующую трубчатую колонку 54.Preferably, each connecting hole 44 of the lower support plate 24 passes inside the corresponding column 54, which thus has a tubular structure. Each connecting rod 36 passes through the corresponding tubular column 54.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения на внешней поверхности каждой колонки 54 имеется упорная поверхность 56, расположенная на расстоянии от нижней поверхности 24В нижней опорной плиты 24 и выполненная с возможностью ограничения перемещения фильтра 28 твердых частиц вверх вдоль колонки 54.In one possible embodiment of the invention, on the outer surface of each column 54 there is a stop surface 56, located at a distance from the lower surface 24B of the lower support plate 24 and designed with the possibility of limiting the movement of the filter 28 of solid particles upward along the column 54.

Расстояние S между нижней опорной плитой 24 и фильтром 28 твердых частиц соответствует длине каждой колонки 54 между нижней поверхностью 24А нижней опорной плиты 24 и упорной поверхностью 56.The distance S between the lower support plate 24 and the solid particle filter 28 corresponds to the length of each column 54 between the lower surface 24A of the lower support plate 24 and the stop surface 56.

Предпочтительно, упорная поверхность 56 каждой колонки 54 расположена на расстоянии от нижнего конца колонки 54. Каждая колонка 54 содержит нижнюю часть, проходящую через соединительное отверстие 46 фильтра 28 твердых частиц, при этом, когда фильтр 28 твердых частиц перемещается вверх, упорная поверхность 56 упирается в верхнюю поверхность 28В фильтра 28 твердых частиц.Preferably, the stop surface 56 of each column 54 is located at a distance from the lower end of the column 54. Each column 54 has a lower part passing through the connecting hole 46 of the filter 28 of solid particles, wherein, when the filter 28 of solid particles moves upward, the stop surface 56 rests against the upper surface 28B of the filter 28 of solid particles.

Фильтр 28 твердых частиц удерживается в осевом направлении между соединительной головкой 48 каждого соединительного элемента 32 и упорной поверхностью 56 соответствующей колонки 54.The filter 28 of solid particles is retained in the axial direction between the connecting head 48 of each connecting element 32 and the stop surface 56 of the corresponding column 54.

Предпочтительно, хвостовик 8 позволяет прикреплять каждый соединительный элемент 32 к направляющей трубе 12 через нижнюю опорную плиту 24 без прижатия фильтра 28 твердых частиц к нижней опорной плите 24.Preferably, the tail 8 allows each connecting element 32 to be attached to the guide pipe 12 via the lower support plate 24 without pressing the solid particle filter 28 against the lower support plate 24.

Для этого соединительная головка 48 каждого соединительного элемента 32 упирается, например, в нижний конец соответствующей колонки 54 без зажатия фильтра 28 твердых частиц.For this purpose, the connecting head 48 of each connecting element 32 rests, for example, against the lower end of the corresponding column 54 without clamping the solid particle filter 28.

В некоторых случаях соединительная головка 48 каждого соединительного элемента 32 имеет гидродинамический профиль для ограничения потерь давления теплоносителя. В одном примере соединительная головка 48 сужается книзу. Предпочтительно, соединительная головка 48 имеет оживальную форму.In some cases, the connecting head 48 of each connecting element 32 has a hydrodynamic profile to limit the pressure loss of the coolant. In one example, the connecting head 48 narrows downwards. Preferably, the connecting head 48 has an ogive shape.

Каждая колонка выступает относительно нижней поверхности 24В нижней опорной плиты 24.Each column protrudes relative to the lower surface 24B of the lower support plate 24.

Предпочтительно, каждая колонка 54 выполнена заодно с нижней опорной плитой 24. В частности, каждая колонка 54, предпочтительно, выполнена из одного куска материала вместе с нижней опорной плитой 24. В качестве альтернативы каждая колонка 54 может быть жестко прикреплена к нижней опорной плите 24, например, посредством сварки.Preferably, each column 54 is formed integrally with the lower support plate 24. In particular, each column 54 is preferably formed from a single piece of material together with the lower support plate 24. Alternatively, each column 54 can be rigidly attached to the lower support plate 24, for example by welding.

- 4 046836- 4 046836

Как показано на фиг. 2, в одном из возможных вариантов осуществления изобретения нижняя опорная плита 24 закрывает верхнее отверстие 20 корпуса 16 хвостовика, упираясь в периферийную кромку 60 верхнего отверстия 20.As shown in Fig. 2, in one possible embodiment of the invention, the lower support plate 24 closes the upper opening 20 of the shank body 16, resting against the peripheral edge 60 of the upper opening 20.

Например, нижняя опорная плита 24 может иметь периферийный заплечик 62, упирающийся в периферийную кромку 60.For example, the lower support plate 24 may have a peripheral shoulder 62 resting against the peripheral edge 60.

Периферийный заплечик 62 расположен в месте соединения нижней части 64 с верхней частью 66 нижней опорной плиты 24, причем нижняя часть 64 вставлена в верхнее отверстие 20.The peripheral shoulder 62 is located at the junction of the lower part 64 with the upper part 66 of the lower support plate 24, wherein the lower part 64 is inserted into the upper opening 20.

Верхнее отверстие 20 и фильтр 28 твердых частиц выполнены так, что фильтр 28 твердых частиц может быть вставлен в корпус 16 хвостовика с верхней стороны корпуса 16 хвостовика через верхнее отверстие 20.The upper opening 20 and the solid particle filter 28 are designed so that the solid particle filter 28 can be inserted into the tailpiece body 16 from the upper side of the tailpiece body 16 through the upper opening 20.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения внутри корпуса 16 хвостовика имеется стопорный элемент 68, выполненный с возможностью ограничения перемещения вниз фильтра 28 твердых частиц, вставленного в корпус 16 хвостовика через верхнее отверстие 20.In one of the possible embodiments of the invention, inside the body 16 of the tailpiece there is a locking element 68, designed with the possibility of limiting the downward movement of the filter 28 of solid particles, inserted into the body 16 of the tailpiece through the upper opening 20.

В приводимом в качестве примера варианте осуществления изобретения стопорный элемент 68 выполнен в виде внутреннего периферийного уступа на внутренней поверхности корпуса 16 хвостовика.In the exemplary embodiment of the invention, the locking element 68 is formed as an internal peripheral ledge on the internal surface of the shank body 16.

Предпочтительно, каждый соединительный элемент 32 расположен так, чтобы с ним можно было осуществлять операции через нижнее отверстие 18 корпуса 16 хвостовика.Preferably, each connecting element 32 is arranged so that it can be operated through the lower opening 18 of the shank body 16.

В одном из приводимых в качестве примера вариантов осуществления изобретения каждый соединительный элемент 32 расположен так, чтобы он, в частности соединительная головка 48, в осевом направлении был совмещен с нижним отверстием 18 корпуса 16 хвостовика вдоль оси N хвостовика.In one exemplary embodiment of the invention, each connecting element 32 is arranged so that it, in particular the connecting head 48, is axially aligned with the lower opening 18 of the body 16 of the shank along the axis N of the shank.

Предпочтительно, каждый соединительный элемент 32, в частности соединительная головка 48 каждого соединительного элемента 32, расположен внутри воображаемого цилиндра С, образованного проекцией контура нижнего отверстия 18 вдоль оси N хвостовика.Preferably, each connecting element 32, in particular the connecting head 48 of each connecting element 32, is located inside an imaginary cylinder C formed by the projection of the contour of the lower opening 18 along the axis N of the shank.

Предпочтительно, контур нижнего отверстия 18 в плоскости, перпендикулярной оси N хвостовика, имеет форму окружности.Preferably, the contour of the lower opening 18 in the plane perpendicular to the axis N of the shank has the shape of a circle.

Предпочтительно, нижняя опорная плита 24 должна быть прикреплена к корпусу 16 хвостовика.Preferably, the lower support plate 24 should be attached to the shank body 16.

Для этого хвостовик 8 содержит, например, соединительные элементы 70 (схематично показанные пунктирными линиями), в качестве которых могут быть использованы, например, винты.For this purpose, the shank 8 contains, for example, connecting elements 70 (schematically shown by dotted lines), which can be, for example, screws.

Что касается сборки хвостовика 8, то фильтр 28 твердых частиц вставляется в корпус 16 хвостовика через верхнее отверстие 20.As for the assembly of the tailpiece 8, the filter 28 of solid particles is inserted into the body 16 of the tailpiece through the upper opening 20.

Затем нижнюю опорную плиту 24 устанавливают поперек верхнего отверстия 20, необязательно, вставляя нижнюю часть 64 нижней опорной плиты 24 в верхнее отверстие 20, и прикрепляют нижнюю опорную плиту 24 к корпусу 16 хвостовика, например, с помощью соединительных элементов 70.Then the lower support plate 24 is installed across the upper opening 20, optionally by inserting the lower part 64 of the lower support plate 24 into the upper opening 20, and the lower support plate 24 is attached to the shank body 16, for example, using connecting elements 70.

Затем через нижнее отверстие 18 в корпус 16 хвостовика вставляют соединительные элементы 32 и с нижней стороны корпуса 16 хвостовика осуществляют с ними операции, чтобы соединить их с нижними концами 40 направляющих труб 12, проходящих через фильтр 28 твердых частиц и нижнюю опорную плиту 24.Then, through the lower opening 18, connecting elements 32 are inserted into the body 16 of the tailpiece and operations are carried out with them from the lower side of the body 16 of the tailpiece in order to connect them to the lower ends 40 of the guide pipes 12 passing through the filter 28 of solid particles and the lower support plate 24.

Как только соединительные элементы 32 будут прикреплены к направляющим трубам 12, направляющие трубы 12 будут жестко прикреплены к нижней опорной плите 24, и, предпочтительно, фильтр 28 твердых частиц также будет прикреплен к нижней опорной плите 24, предпочтительно, сохраняя при этом расстояние S между фильтром 28 твердых частиц и нижней опорной плитой 24.Once the connecting elements 32 are attached to the guide pipes 12, the guide pipes 12 will be rigidly attached to the lower support plate 24, and, preferably, the particulate filter 28 will also be attached to the lower support plate 24, preferably while maintaining a distance S between the particulate filter 28 and the lower support plate 24.

При разборке хвостовика 8 с соединительными элементами 32 осуществляют операции через нижнее отверстие 18 хвостовика 16 так, чтобы отсоединить направляющие трубы 12 от нижней опорной плиты 24.When disassembling the tailpiece 8 with the connecting elements 32, operations are carried out through the lower opening 18 of the tailpiece 16 so as to disconnect the guide pipes 12 from the lower support plate 24.

Перед креплением соединительных элементов 32 к направляющим трубам 12 соединительные элементы 32 могут быть временно прикреплены к нижней опорной плите 24 с помощью гаек, навинченных на верхние концы 38 соединительных стержней 36 соединительных элементов 32, проходящих через нижнюю опорную плиту 24.Before fastening the connecting elements 32 to the guide pipes 12, the connecting elements 32 can be temporarily fastened to the lower support plate 24 using nuts screwed onto the upper ends 38 of the connecting rods 36 of the connecting elements 32 passing through the lower support plate 24.

Такое временное крепление может быть полезным для транспортировки хвостовика 8 в собранном состоянии перед его креплением к направляющим трубам 12.Such temporary fastening may be useful for transporting the shank 8 in an assembled state before fastening it to the guide pipes 12.

Настоящее изобретение обеспечивает хвостовик 8 для тепловыделяющей сборки 2, который легко прикрепляется к нижним концам направляющих труб 12 тепловыделяющей сборки 2.The present invention provides a tail 8 for a fuel assembly 2 that is easily attached to the lower ends of the guide tubes 12 of the fuel assembly 2.

Операции сборки/разборки хвостовика легко выполняются через нижнее отверстие 18 корпуса 16 хвостовика.The assembly/disassembly operations of the shank are easily performed through the lower opening 18 of the shank body 16.

Кроме того, хвостовик 8 содержит фильтр 28 твердых частиц, установленный внутри корпуса 16 хвостовика под нижней опорной плитой 24. Это снижает вероятность попадания твердых частиц в тепловыделяющие элементы 4 и, таким образом, снижает вероятность фреттинг-износа тепловыделяющих элементов 4 под действием твердых частиц.In addition, the tailpiece 8 contains a filter 28 of solid particles, installed inside the body 16 of the tailpiece under the lower support plate 24. This reduces the probability of solid particles entering the fuel elements 4 and, thus, reduces the probability of fretting wear of the fuel elements 4 under the action of solid particles.

Необязательное расстояние S между фильтром 28 твердых частиц и нижней опорной плитой 24 позволяет получить фильтр 28 твердых частиц специальной конструкции, обладающей более высокой приспособляемостью по характеристикам фильтрации и/или коэффициенту потери давления потока теплоносителя, проходящего через хвостовик 8.The optional distance S between the solid particle filter 28 and the lower support plate 24 makes it possible to obtain a specially designed solid particle filter 28 that has higher adaptability in terms of filtration characteristics and/or the pressure loss coefficient of the coolant flow passing through the tailpiece 8.

--

Claims

The optional distance S is provided in a simple manner by a combination of connecting the lower support plate 24 to the guide pipes 12 by means of connecting elements 32 passing through the solid particle filter 28 and the lower support plate 24, and providing the distance S between the lower support plate 24 and the solid particle filter 28 by means of columns 54.

The present invention is not limited to the above-described possible embodiments of its implementation, given as examples. Other embodiments of the invention are also possible.

In one of the possible embodiments of the invention given as an example, the particulate filter 28 is secured to the lower support plate 24 by connecting elements 32, in particular connecting heads 48, interacting with the particulate filter 28.

Alternatively, the particulate filter 28 is retained between the lower support plate 24 and the stop surfaces 56 of the columns 54 and the stop member 68, when a distance S is provided between the lower support plate 24 and the particulate filter 28.

In this case, the locking element 68 is preferably positioned relative to the lower support plate 24 in the axial direction so that the particulate filter 28 is held between the locking element 68 and the columns 54, preferably with little or no axial play.

In addition, the object of the present invention is a fuel assembly 2, the fuel elements 4 of which are located at the nodes of an imaginary hexagonal grid, in particular, forming a bundle of fuel elements 4 with a hexagonal contour.

The object of the present invention is also a fuel assembly 2, the fuel elements 4 of which are located at the nodes of an imaginary hexagonal grid, in particular, forming a bundle of fuel elements 4 with a square contour.

Furthermore, the present invention is not limited to the fuel assembly 2 intended for VVER, but is also applicable to fuel assemblies intended for other nuclear reactors such as pressurized water reactors (PWR) and boiling water reactors (BWR).

CLAUSE OF THE INVENTION

1. A tail for a fuel assembly comprising a tubular body (16) of the tail having a lower opening (18) and an upper opening (20), a lower support plate (24) extending across the upper opening (20), and a filter (28) of solid particles inserted inside the body (16) of the tail under the lower support plate (24), wherein said tail comprises connecting elements (32), each of which is configured to secure the lower end of a corresponding guide tube (12) of the fuel assembly to the lower support plate (24) and with each of which operations can be performed under the filter (28) of solid particles for connecting the guide tube (12) to the lower support plate (24) and disconnecting the guide tube (12) from the lower support plate (24).

2. The shank according to claim 1, in which each connecting element (32) comprises a connecting rod (36) passing through a connecting hole (44) of the lower support plate (24), wherein said connecting rod (36) has an upper end (38) configured to be connected to the lower end of the guide pipe (12), and a lower end (42) provided with a connecting head (48) configured to retain the connecting rod (36) under the lower support plate (24).

3. The shank according to claim 2, in which the connecting head (48) provides the ability to perform operations with the connecting rod (36) when connecting the connecting rod (36) to the guide pipe (12) and/or disconnecting the connecting rod (36) from the guide pipe (12).

4. The tailpiece according to claim 2 or 3, in which the connecting rod (36) passes through the connecting hole (46) of the particulate filter (28), and the connecting head (48) is located below the particulate filter (28).

5. A tailpiece according to any one of claims 1 to 4, wherein each connecting element (32) is designed to secure a solid particle filter (28) to the lower support plate (24).

6. A tailpiece according to any one of claims 1 to 5, which is designed to maintain an axial distance (S) between the solid particle filter (28) and the lower support plate (24).

7. A tailpiece according to any one of claims 1 to 6, which comprises columns (54) extending between the lower surface (24A) of the lower support plate (24) and the filter (28) of solid particles.

8. The shank according to claim 7, in which each column (54) is tubular, and the connecting rod (36) of each connecting element (32) passes through the corresponding column (54).

9. The tailpiece according to claim 8, in which each connecting element (32) abuts against the lower end of the column (54).

10. A tailpiece according to any one of claims 7 to 9, in which each column (54) is designed to maintain an axial distance (S) between the lower support plate (24) and the solid particle filter (28).

-