УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМ ЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ ТВЭЛОВ В РЕЖИМЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ МОЩНОСТИ

Заявляемое техническое решение относится к классу устройств для испытания материалов в исследовательских ядерных реакторах и предназначено, в частности, для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности.
Для изучения поведения твэлов новых и усовершенствованных конструкций и обоснования их работоспособности в исследовательских реакторах проводят испытания в стационарных, переходных и аварийных режимах. Одним из видов испытаний является режим, моделирующий суточное регулирование мощности энергетического реактора - циклическое изменение мощности. Эксперимент предусматривает в каждом из нескольких сот циклов поочередное увеличение и уменьшение линейной мощности твэлов в 1,4-1,6 раза. Переход с одного уровня линейной мощности на другой осуществляют за 20-30 мин с выдержкой в стационарном режиме в течение 6-12 ч.
3
Известно устройство для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности [Андреев В.И., Егоренков П.М., Колядин В.И. и др. Применение газообразного поглотителя для испытаний твэлов в нестационарных режимах. // Атомная энергия, т.51, вып. 5, 1981, с. 302-304.], в котором экспериментальная ТВС окружена экраном, выполненным в виде однорядной спирали, заполненной газообразным поглотителем нейтронов - Не. За счет изменения концентрации газа в трубках спирали поглощающая способность экранов меняется, плотность потока нейтронов и, соответственно, мощность твэлов увеличивается или уменьшается. К недостаткам указанного устройства относится необходимость значительных капитальных затрат для создания газового стенда и существенных усилий для исключения аварийных ситуаций,
связанных с утечкой поглощающего газа из контура из-за возможных его повреждений.
Известно устройство для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности [Цыканов В.А., Грачев А.Ф., Клочков Е.П. и др. Устройства для облучения твэлов в реакторах СМ-2 и МИР при переменных режимах работы // Атомная энергия, 1985, Т. 58, вып. 2, с. 97-100.], содержащее один твэл и экран, состоящий из нескольких поглощающих стержней. Экран может эксцентрично вращаться относительно твэла и тем самым изменять его мощность.
Устройство обладает следующими недостатками:
- одновременно можно испытывать только один твэл;
- наличие зазоров между поглощающими стержнями не позволяет
полностью экранировать твэл, в результате уменьшается амплитуда
изменения мощности.
Задачей предлагаемого решения является обеспечение возможности одновременного испытания нескольких твэлов с заданной скоростью и амплитудой изменения мощности.
Эта задача решается в устройстве для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности в исследовательском ядерном реакторе, содержащем корпус канала, направляющие трубки, в которых размещают исследуемые твэлы и поглощающий экран, причем поглощающий экран выполнен в виде пластин с возможностью их перемещения.
Устройство для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности в исследовательском ядерном реакторе дополнительно содержит оси для присоединения к ним пластин и поворота их.
Устройство для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности в исследовательском ядерном реакторе дополнительно содержит направляющие для перемещения пластин в горизонтальной плоскости (на рисунке не показано).
Перемещение поглощающих пластин на 90° от одной пары направляющих трубок к другой обеспечивается электроприводом. При этом мощность одной группы твэлов уменьшается, другой - увеличивается. Обратное перемещение пластин обеспечивает подключение привода на движение в обратном направлении.
Под группами твэлов понимают твэлы, расположенные в диагонально расположенных направляющих трубках.
В зависимости от габаритных размеров корпуса канала и типа твэла в каждую направляющую трубку можно загружать один или несколько твэлов.
Исполнение поглощающих экранов в виде пластин обеспечивает более полную экранировку твэлов. Размеры пластин выбирают исходя из требуемой амплитуды изменения мощности твэлов. Одновременное перемещение поглощающих экранов от одной группы твэлов к другой обеспечивает поочередную экранировку то одной, то другой группы твэлов. Требуемая скорость перемещения пластин обеспечивается выбором привода.
На прилагаемых рисунках изображены примеры исполнения устройства для испытания в исследовательском ядерном реакторе твэлов в режиме циклического изменения мощности при перемещении поглощающих экранов как вокруг оси - фиг.1, так и в горизонтальной плоскости - фиг.2.
Устройство для испытания в исследовательском ядерном реакторе твэлов в режиме циклического изменения мощности, изображенное на фиг.1, 2, содержит:
1 - направляющую трубку;
2 - твэл;
3 - детектор нейтронов;
4 - поглощающую пластину;
5 - вытеснитель;
6 - корпус канала;
7 - ось поглощающего экрана, (фиг 1).
Устройство собирается и работает следующим образом. В корпус канала 6 устанавливают и закрепляют направляющие трубки 1, центральный вытеснитель 5, оси поглощающих экранов 7 и детекторы нейтронов 3. Затем на
осях поглощающих экранов 7 закрепляют поглощающие пластины 4 и выставляют их в заданное положение. Корпус канала устанавливают в активную зону реактора. Оси поглощающих экранов 7 соединяют с приводом, обеспечивающим одновременный поворот поглощающих пластин 4. В направляющие трубки 1 загружают исследуемые твэлы 2. Включение привода обеспечивает перемещение поглощающих пластин на 90° от одной пары направляющих трубок к другой. При этом мощность одной группы твэлов уменьшается, другой - увеличивается. Обратное перемещение пластин обеспечивается подключением привода на движение в обратном направлении. В зависимости от габаритных размеров корпуса канала и типа твэла в каждую направляющую трубку можно загружать один или несколько твэлов.
Использование заявляемого устройства для испытания твэлов в режиме циклического изменения мощности позволит обеспечить одновременное испытание нескольких твэлов с заданной скоростью и амплитудой изменения мощности.