ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА КОСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к конструктивным элементам ядерных энергетических установок, а именно к конструкциям тепловыделяющих элементов (твэл) космической ядерной энергетической установки, предназначенной для использования в качестве источника электрической энергии космического аппарата.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является тепловыделяющий элемент космической ядерной энергетической установки, содержащий топливный сердечник, заключенный в оболочку, загерметизированную концевыми деталями с помощью сварки («Основы теории, конструкции и эксплуатации космических ЯЭУ / А.А. Куландин, СВ. Тимашев, В.Д. Атамасов и др. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 189 с.»).
Упомянутые концевые детали предназначены для крепления твэлов в опорной решетке ядерного реактора. При модернизации конструкции активной зоны с целью оптимизации теплогидравлических характеристик ядерного реактора, а также для снижения массогабаритных характеристик возникает необходимость в формоизменении или замене материала участка концевой детали, сопрягаемого с опорной решеткой. Кроме того, при транспортировке твэлов и монтаже активной зоны, концевые детали могут быть повреждены, что также потребует их замены. Из-за неразъемного сварного соединения концевой детали с оболочкой невозможно заменить только концевую деталь, поэтому приходится менять весь твэл, что ввиду его высокой стоимости является экономически невыгодным при производстве ядерного реактора космической энергетической установки.
Задачей настоящей полезной модели является повышение экономической эффективности при производстве ядерного реактора космической энергетической установки.
Техническим результатом полезной модели является возможность замены части концевой детали в случае ее повреждения, изменении конструкции или материала.
Технический результат достигается тем, что тепловыделяющий элемент ядерного реактора космической энергетической установки, содержащий топливный сердечник, заключенный в оболочку, загерметизированную концевыми деталями с помощью сварки, согласно полезной модели, имеет по крайней мере, одну концевую деталь, выполненную из двух элементов - заглушки и хвостовика, при этом к оболочке приварена заглушка, а хвостовик закреплен к заглушке робке разъемным соединением.
Разъемное соединение хвостовика с заглушкой тепловыделяющего элемента позволяет заменять только хвостовик в случае его повреждения, изменении конструкции или материала.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1, показан фрагмент тепловыделяющего элемента.
Тепловыделяющий элемент состоит из топливного сердечника 1 в оболочке 2 и концевых деталей, герметизирующих оболочку с торцов при помощи сварки. По крайней мере, одна концевая деталь выполнена из двух элементов: заглушки 3 и хвостовика 4, который предназначен для закрепления твэла в опорной решетке. Заглушка 3 приварена к оболочке 2, а хвостовик 4 крепится к заглушке 3 разъемным соединением, например, штифтом 5 с последующим стопорением. Хвостовик 4 и заглушка 3 выполнены из материалов с близким коэффициентом линейного расширения, например, из молибдена и тантала, или поликристаллического и монокристаллического сплавов вольфрама или молибдена, соответственно.
Тепловыделяющий элемент с разъемным соединением хвостовика с заглушкой применяют следующим образом.
При монтаже активной зоны тепловыделяющий элемент закрепляют в активной зоне ядерного реактора в опорной решетке посредством хвостовика 4. При транспортировке тепловыделяющих элементов к месту сборки или во время монтажа активной зоны реактора возможно повреждение хвостовика 4, что потребует его замены. Также замена хвостовика 4 может потребоваться при изменении его формы или замены материала, из которого он изготавливается при модернизации конструкции активной зоны с целью оптимизации теплогидравлических характеристик ядерного реактора или снижении массогабаритных характеристик установки в целом соответственно.
Разъемное соединение хвостовика 4 с заглушкой 3 тепловыделяющего элемента позволяет заменять только хвостовик 4, а не весь твэл, что имеет значительный экономический эффект ввиду его высокой стоимости. Для разъединения хвостовика 4 и заглушки 3 необходимо освободить и вынуть штифт 5.