ТОНКОСТЕННЫЙ КОРПУС КАНАЛА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к корпусам каналов ядерных реакторов.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является корпус канала ядерного реактора, содержащий трубу из циркониевого сплава и биметаллические переходники, установленные по концам трубы и выполненные в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения втулок из циркониевого сплава и нержавеющей стали (Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. М, Атомиздат, 1980, с.54-56).
В известном корпусе труба имеет наружный диаметр, равный 88 мм, внутренний диаметр - 80 мм и толщину стенки - 4 мм. Соединенные с трубой биметаллические переходники имеют внутренний диаметр 80 мм, при этом в местах, свободных от нахлестки, имеют наружный диаметр, равный 88 мм, а толщину - 4 мм. В местах нахлестки биметаллические переходники выполнены с внешним утолщением, что увеличивает толщину стенки, которая на всей длине нахлестки равна 7,5 мм. Это приводит к увеличению наружного диаметра переходника, который составляет величину, равную 95 мм и, следовательно, к увеличению радиальных габаритов корпуса канала. Кроме этого, применяемая в известном корпусе труба из циркониевого сплава с толщиной стенки 4 мм является причиной увеличения паразитного поглощения тепловых нейтронов. Корпус канала работает в условиях горячей воды и пара, что предъявляет жесткие требования к его коррозионной стойкости и прочности. Известный корпус имеет высокие показатели коррозионной стойкости и прочности, которые необходимо сохранить в заявленном корпусе канала ядерного реактора.
Недостатком известного корпуса канала ядерного реактора является низкая эффективность его использования в водо-водяных ядерных реакторах с групповым расположением каналов, что объясняется его достаточно большими радиальными габаритами и значительным паразитным поглощением тепловых нейтронов.
Задачей настоящего изобретения является создание корпуса канала ядерного реактора, характеризующегося высокой коррозионной стойкостью и высокими прочностными свойствами, использование которого позволит увеличить число каналов в стесненных условиях водо-водяного ядерного реактора с групповым расположением каналов, и, следовательно, увеличить мощность ядерного реактора за счет увеличения общего рабочего объема каналов.
Техническими результатами настоящей полезной модели являются уменьшение радиальных габаритов корпуса канала и уменьшение паразитного поглощения тепловых нейтронов путем уменьшения толщины стенки корпуса канала.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном корпусе канала ядерного реактора, содержащем трубу из циркониевого сплава и биметаллические переходники, установленные по концам трубы и выполненные в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения втулок из циркониевого сплава и нержавеющей стали,
стенка трубы имеет толщину, выбранную в пределах от 1,25 до 1,4 мм, а толщина стенки переходника составляет величину от 1,25 до 1,6 мм.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен корпус канала ядерного реактора (продольный разрез).
Корпус канала ядерного реактора содержит тонкостенную трубу 1 из циркониевого сплава с толщиной стенки, равной, например, 1,3 мм и установленные по обоим концам трубы 1 тонкостенные биметаллические переходники 2 с толщиной стенки в месте нахлестки, равной, например, 1,4 мм, и толщиной стенки в месте, свободном от нахлестки, равной 1,3 мм. Труба 1 может иметь толщину стенки, выбранную в пределах от 1,25 до 1,4 мм, при этом толщина стенки переходника может составлять величину от 1,25 до 1,6 мм.
При толщине трубы 1, равной 1,3 мм, ее наружный диаметр равен 69,9 мм, а внутренний диаметр - 67,3 мм, при этом соединенный с ней переходник 2 имеет наружный диаметр в месте нахлестки, равный 70,1 мм (толщина стенки - 1,4 мм), наружный диаметр в месте, свободном от нахлестки, равный 69,9 мм (толщина стенки - 1,3 мм) и внутренний диаметр, равный 67,3 мм. Каждый переходник 2 выполнен в виде нахлесточного одноступенчатого диффузионного сварного соединения двух втулок 3, 4, одна из которых - охватываемая втулка 3 выполнена из циркониевого сплава, а другая - охватывающая втулка 4 - из нержавеющей стали. Труба 1 из циркониевого сплава соединена с переходниками 2 посредством электроннолучевой сварки в вакууме с втулками 3 из циркониевого сплава.
Использование в водо-водяных ядерных реакторах заявленного корпуса канала, который выполнен тонкостенным и имеет практически не изменяемую по всей его длине толщину стенки, позволит увеличить число установленных в активной зоне каналов на 10-15%, сократить паразитное поглощение нейтронов примерно в 3 раза и увеличить мощность реактора примерно на 15%. Кроме этого, выбранные толщины стенок трубы из циркониевого сплава и биметаллического переходника в сочетании с нахлесточным одноступенчатым диффузионным соединением двух втулок, образующих переходник, позволяет сохранить коррозионную стойкость и прочность корпусов каналов при работе в горячей воде и паре.