содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

2.1.2.

Дистанционирование твэлов

Для обеспечения более равномерного расхода теплоносителя вдоль твэлов, исключения вибраций в пучке твэлов и касания оболочек соседних твэлов друг с другом применяются дистанциони-рующие устройства. Распространены две системы для фиксации и дистанционирования стержневых твэлов в ТВС: одна с прово-лочной обмоткой (как правило, для быстрых реакторов), ъ которой одна или более проволок обвиваются вокруг твэла по спирали с постоянным шагом и крепятся к верхним и нижним концевым деталям твэла. Поперечная поддержка каждого твэла осуществляется через проволоку ближайшими соседними твэлами, и только твэлы внешнего ряда непосредственно опираются на чехол кассеты. Другая — с дистанционирующими решетками, обеспечивающая поддержку каждого отдельного твэла. Дистанционирующие решетки располагаются через определенные интервалы по длине ТВС. При оценке необходимого количества опорных точек (дистанционирую-щих решеток) определяющими факторами являются тепловой изгиб и вибрация твэлов. Неодинаковое распределение потока теплоносителя в проходах, различие в его температуре или форме стержневого твэла приводят к возникновению неоднородной температуры по периметру оболочки твэла и как следствие к тепловому изгибу. Изгибание твэлов вызывает еще большее увеличение неоднородности распределения потока и теплообмена, а следовательно, способствует дальнейшему увеличению стрелы прогиба. Такой изгиб при определенном соотношении длины не имеющих опор участков твэлов и их линейной мощности может прекратиться лишь в результате касания соседних твэлов друг с другом или же с элементами конструкции тепловыделяющей сборки. На устойчивость твэла к изгибу также влияет зазор между твэлом и дистанционирую-щей решеткой (зазор предназначен для компенсации увеличения диаметра твэла). Количество дистанционирующих решеток в ТВС определяется в зависимости от типа реактора, геометрических характеристик твэла и массы сборки, а также других факторов конкретной конструкции.

При применении проволочного дистанционирования необходимо учитывать опасность, связанную с неодинаковым термическим расширением и распуханием твэлов и навитой проволоки. Проблема заключается в обеспечении достаточных зазоров при монтаже пучка твэлов и в компенсации неодинакового тёрмического расширения и распухания узлов конструкции ТВС. Если зазор выбрать слишком большим, то это приведет к вибрациям, особенно в первые моменты после загрузки. Если же выбранные зазоры малы, то неодинаковое термическое расширение будет компенсироваться за счет вдавливания навитой проволоки в опорных точках, прогиба твэлов на участках между этими точками. Так же как и в случае дистанционирования решетками, предъявляется требование сохранения геометрии внутренних каналов для прохода теплоносителя, что влечет за собой необходимость соблюдения правильных радиальных размеров в пучке твэлов и расстояния между опорными точками по длине твэла, которое определяется также , для конкретных конструкций.

При конструировании необходимо учитывать также, что в процессе эксплуатации шаг проволочной сетки может меняться в случае неплотной навивки. Если увеличить силу натяжения при намотке проволоки на твэлы, последние могут искривляться. Кроме

того, при навивке проволоки закрепляют только верхний и нижний концы, поэтому проволока может разорваться и нарушить дистанционирование.

Основное преимущество проволочного дистанционирования (рис. 2.3) заключается в простоте изготовления и незначительной потере давления теплоносителя.

Существует большое разнообразие конструкций и технологий изготовления дистанционирующих решеток (рис. 2.4), разработанных для различных реакторов. Плоские решетки с рассверленными отверстиями для крепления твэлов и прохода теплоносителя просты в изготовлении; фигурные, свариваемые из отдельных ячеек, обеспечивающих фиксацию

твэлов за счет пружинного эффекта, достаточно трудоемки в изготовлении; решетки, собираемые из взаимно перекрещивающихся прямых полос, образуют ячейки для твэлов. Недостаток всех ди-станционирующих решеток заключается в больших затратах на их изготовление, более высоком гидравлическом сопротивлении по сравнению с проволочным дистанционированием. В то же время решетки решают проблему, связанную с необходимостью установления зазоров между твэлами в начальный период кампании, за счет пружинного эффекта в каждой ячейке рещетки.

Дистанционирование стержневых твэлов в ТВС кроме проволочных навивок и решеток осуществляется и другими способами. Твэлы больших диаметров (14—16 мм) дистанционируются за счет ребристых оболочек, а также специальными дистанционными ребрами, приваренными к оболочке твэлов. Ребра на оболочке располагаются по винтовой линии. Для твэлов диаметром 6—9 мм, наиболее распространенных в активных зонах промышленных энергетических реакторов, технология изготовления ребристых оболочек недостаточно отработана.

Представляет интерес твэл, имеющий в сечений крестообразную форму, ребра которого закручены по винтовой линии с определенным шагом и дистанционирование производится за счет касания ребра по ребру. Применение таких твэлов позволяет примерно в 2,4 раза увеличить поверхность теплосъема в сборке, а следовательно, и мощность реактора.

Рис. 2.3. Схема проволочного дистанционирования твэлов

Рис. 2.4. Дистанционирующие решетки:
а — пластинчатая; б — ячеистая

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..