На любой вкус
ПАТЕНТЫ / #6_2021
Материал подготовил Юрий СИДОРОВ / Фото: Unsplash.com
Развитие технологий прямого численного моделирования физических процессов открыло атомной энергетике новые горизонты. То, что 50 лет назад формулировалось в виде идей с ничтожно малыми шансами на реализацию, сейчас вполне можно оцифровать и просчитать. Пусть это не прототип «в железе», а цифровая модель, но она почти так же отзывчива и по-своему реалистична. Скорость расчетов выросла настолько, что полет фантазии разработчиков будет очень сложно остановить. Да и надо ли его останавливать?
Замедлять и поглощать
Название: Слоеная защита от нейтронов (WO2021122623).
Авторы: Джек Эстбери, Томас Дэвис, Саймон Миддлбург.
Патентообладатель: Tokamak Energy (Англия).
Сфера применения: защита от ионизирующего излучения.
При проектировании токамака важно обеспечить эффективное экранирование обмоток от высокоэнергетических частиц плазмы, тепла и нейтронов. Поглотители обычно делают из нескольких слоев, причем один из них способен замедлять нейтроны — это повышает эффективность защиты. Использование воды усложняет конструкцию и создает дополнительные трудности из-за риска закипания, загрязнения и активации жидкости. Вместо воды авторы предложили использовать гидрид металла из 4-й, 5-й или 6-й групп Периодической таблицы. Поглотитель изготавливается из карбида или борида вольфрама.
Авторы: Джек Эстбери, Томас Дэвис, Саймон Миддлбург.
Патентообладатель: Tokamak Energy (Англия).
Сфера применения: защита от ионизирующего излучения.
При проектировании токамака важно обеспечить эффективное экранирование обмоток от высокоэнергетических частиц плазмы, тепла и нейтронов. Поглотители обычно делают из нескольких слоев, причем один из них способен замедлять нейтроны — это повышает эффективность защиты. Использование воды усложняет конструкцию и создает дополнительные трудности из-за риска закипания, загрязнения и активации жидкости. Вместо воды авторы предложили использовать гидрид металла из 4-й, 5-й или 6-й групп Периодической таблицы. Поглотитель изготавливается из карбида или борида вольфрама.
Контроль проводимости
Название: Ядерное топливо, таблетка и топливный стержень (WO2021129899).
Авторы: Карел Катовский, Питер Мичиан.
Патентообладатель: Vysoke Uceni Technicke v Brne (Чехия).
Сфера применения: ядерное топливо.
Из-за недостаточно высокой теплопроводности диоксида урана в топливных таблетках возникают высокие градиенты температуры. Это приводит к распуханию, образованию трещин, понижает устойчивость к радиационному повреждению. Авторы предложили заменить диоксид урана на германид и теллурид. Это должно выровнять температуру внутри топливной таблетки. Хорошая электрическая проводимость нового топлива позволит контролировать состояние твэла в течение кампании.
Авторы: Карел Катовский, Питер Мичиан.
Патентообладатель: Vysoke Uceni Technicke v Brne (Чехия).
Сфера применения: ядерное топливо.
Из-за недостаточно высокой теплопроводности диоксида урана в топливных таблетках возникают высокие градиенты температуры. Это приводит к распуханию, образованию трещин, понижает устойчивость к радиационному повреждению. Авторы предложили заменить диоксид урана на германид и теллурид. Это должно выровнять температуру внутри топливной таблетки. Хорошая электрическая проводимость нового топлива позволит контролировать состояние твэла в течение кампании.
Наблюдать за наблюдателем
Название: Радиационный монитор и метод его диагностики (WO2021090584).
Авторы: Такахиро Тадокоро, Юичиро Уэно, Кацунори Уэно, Шуичи Хатакеяма, Кейсуке Сасаки, Акира Озон, Тору Шибутани.
Патентообладатель: Hitachi (Япония).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Устройство будет использоваться для постоянного контроля радиационной обстановки на атомных электростанциях, в больницах и лабораториях. При мониторинге труднодоступных мест необходимо удаленно контролировать работоспособность прибора. Обычно внутри детектора устанавливают источник гамма-излучения, но это негативно влияет на точность измерений. Вставка движущегося изолирующего экрана делает конструкцию слишком громоздкой. Авторы решили использовать источник альфа-излучения, которым может быть изотоп урана, плутония, полония или кюрия. Предпочтительным вариантом будет нуклид, не подпадающий под действие правовых норм, касающихся радиоактивных веществ. При падении частицы излучатель испускает фотон, который передается по оптоволокну и регистрируется. Анализатор, входящий в состав прибора, подсчитывает импульсы и определяет работоспособность монитора.
Авторы: Такахиро Тадокоро, Юичиро Уэно, Кацунори Уэно, Шуичи Хатакеяма, Кейсуке Сасаки, Акира Озон, Тору Шибутани.
Патентообладатель: Hitachi (Япония).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Устройство будет использоваться для постоянного контроля радиационной обстановки на атомных электростанциях, в больницах и лабораториях. При мониторинге труднодоступных мест необходимо удаленно контролировать работоспособность прибора. Обычно внутри детектора устанавливают источник гамма-излучения, но это негативно влияет на точность измерений. Вставка движущегося изолирующего экрана делает конструкцию слишком громоздкой. Авторы решили использовать источник альфа-излучения, которым может быть изотоп урана, плутония, полония или кюрия. Предпочтительным вариантом будет нуклид, не подпадающий под действие правовых норм, касающихся радиоактивных веществ. При падении частицы излучатель испускает фотон, который передается по оптоволокну и регистрируется. Анализатор, входящий в состав прибора, подсчитывает импульсы и определяет работоспособность монитора.
Жидкий реактор
Название: Ядерные реакторы с жидкометаллическими топливом, замедлителем (WO2021076781).
Авторы: Фредерик Бота, Джексон Кеппен, Азат Галимов, Стивен Мирски.
Патентообладатели: Nuscale Power, Фредерик Бота, Джексон Кеппен, Азат Галимов, Стивен Мирски (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
В предложенной авторами конструкции стержни с жидким топливом полностью или частично окружены жидким замедлителем. Нейтронная защита, тоже жидкая, помогает отводить тепло из активной зоны к теплообменнику. В одном из вариантов реализации изобретения допускается использование расплава гидрида металла для управления реактивностью. Предусмотрена установка системы, контролирующей уровень водорода, фильтров для улавливания газообразных продуктов деления. У реактора относительно высокое отношение мощности к массе. Авторы допускают возможность его транспортировки и автономного использования на удаленных площадках.
Авторы: Фредерик Бота, Джексон Кеппен, Азат Галимов, Стивен Мирски.
Патентообладатели: Nuscale Power, Фредерик Бота, Джексон Кеппен, Азат Галимов, Стивен Мирски (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
В предложенной авторами конструкции стержни с жидким топливом полностью или частично окружены жидким замедлителем. Нейтронная защита, тоже жидкая, помогает отводить тепло из активной зоны к теплообменнику. В одном из вариантов реализации изобретения допускается использование расплава гидрида металла для управления реактивностью. Предусмотрена установка системы, контролирующей уровень водорода, фильтров для улавливания газообразных продуктов деления. У реактора относительно высокое отношение мощности к массе. Авторы допускают возможность его транспортировки и автономного использования на удаленных площадках.
Космическая теплота
Название: Тепловой энергетический реактор (WO2021104994).
Автор: Питер Моррис.
Патентообладатель: Soletanche Freyssinet (Франция).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Жидкие теплоносители способны эффективно отводить тепло, но для их использования нужны сложная инфраструктура и квалифицированное обслуживание. Автор предложил отводить тепло из активной зоны с помощью твердотельных теплопроводов. В качестве рабочего тела можно будет использовать графен или сплав рения с вольфрамом. Внутри активной зоны проводники тепла могут быть выстроены в трехмерную структуру, которая снаружи покрывается топливом. Сплавы урана с рением или вольфрамом могут обеспечить достаточный запас термоустойчивости топливных слоев.
Конструкция содержит минимальное количество движущихся элементов и может быть использована в качестве космической ядерной энергетической установки. Электричество вырабатывается с помощью двигателя Стирлинга или термоэлектрического генератора.
Автор: Питер Моррис.
Патентообладатель: Soletanche Freyssinet (Франция).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Жидкие теплоносители способны эффективно отводить тепло, но для их использования нужны сложная инфраструктура и квалифицированное обслуживание. Автор предложил отводить тепло из активной зоны с помощью твердотельных теплопроводов. В качестве рабочего тела можно будет использовать графен или сплав рения с вольфрамом. Внутри активной зоны проводники тепла могут быть выстроены в трехмерную структуру, которая снаружи покрывается топливом. Сплавы урана с рением или вольфрамом могут обеспечить достаточный запас термоустойчивости топливных слоев.
Конструкция содержит минимальное количество движущихся элементов и может быть использована в качестве космической ядерной энергетической установки. Электричество вырабатывается с помощью двигателя Стирлинга или термоэлектрического генератора.
Шаг за шагом
Название: Синхронное возбуждение нескольких ударных волн для термоядерного синтеза (WO2021072152).
Авторы: Кит Нельсон, Стивен Куи, Томас Пезерил.
Патентообладатели: Massachusetts Institute of Technology (США), Centre National de la Recherche Scientifique (Франция).
Сфера применения: термоядерное горение.
При лазерном обжатии мишени значительная часть падающего излучения может отражаться образующейся плазмой. Авторы решили использовать множественные импульсы для создания последовательности из нескольких сходящихся кольцевых ударных волн, которые, фокусируясь в центре мишени, инициируют реакции синтеза. Корректировка фронта волны может быть выполнена с помощью специальных фокусирующих слоев. Рассматриваются различные варианты состава мишеней, в том числе замороженная оболочка из тяжелой воды с дейтерий-тритиевым пузырьком внутри.
Авторы: Кит Нельсон, Стивен Куи, Томас Пезерил.
Патентообладатели: Massachusetts Institute of Technology (США), Centre National de la Recherche Scientifique (Франция).
Сфера применения: термоядерное горение.
При лазерном обжатии мишени значительная часть падающего излучения может отражаться образующейся плазмой. Авторы решили использовать множественные импульсы для создания последовательности из нескольких сходящихся кольцевых ударных волн, которые, фокусируясь в центре мишени, инициируют реакции синтеза. Корректировка фронта волны может быть выполнена с помощью специальных фокусирующих слоев. Рассматриваются различные варианты состава мишеней, в том числе замороженная оболочка из тяжелой воды с дейтерий-тритиевым пузырьком внутри.
Лепестковый реактор
Название: Реактор деления с сегментированными корпусами оболочек с плечами оболочек с формой эвольвентной кривой (WO2021067157).
Авторы: Джеймс Инман, Джош Бергман.
Патентообладатель: BWXT Advanced Technologies (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Согласно описанию, тепловыделяющие элементы представляют собой изогнутые пластины, выстроенные в цилиндрические слои в зависимости от степени кривизны. Теплоноситель движется в равномерных по толщине зазорах между твэлами. Похожая идея была реализована в Окриджском изотопном реакторе с высоким потоком (HFIR). Расположение топливных элементов в виде концентрических цилиндрических слоев позволяет упростить производство и компенсировать пространственную неравномерность выгорания топлива. Твэлы из разных областей различаются по составу и обогащению.
При разработке конструкции авторы учитывали возможность использования аддитивных технологий для производства реактора. Энергоуcтановка сможет работать в спутниках, космических кораблях, ядерных тепловых двигателях, на производстве изотопов
Авторы: Джеймс Инман, Джош Бергман.
Патентообладатель: BWXT Advanced Technologies (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Согласно описанию, тепловыделяющие элементы представляют собой изогнутые пластины, выстроенные в цилиндрические слои в зависимости от степени кривизны. Теплоноситель движется в равномерных по толщине зазорах между твэлами. Похожая идея была реализована в Окриджском изотопном реакторе с высоким потоком (HFIR). Расположение топливных элементов в виде концентрических цилиндрических слоев позволяет упростить производство и компенсировать пространственную неравномерность выгорания топлива. Твэлы из разных областей различаются по составу и обогащению.
При разработке конструкции авторы учитывали возможность использования аддитивных технологий для производства реактора. Энергоуcтановка сможет работать в спутниках, космических кораблях, ядерных тепловых двигателях, на производстве изотопов
Рокировка
Название: Активная зона ядерного реактора с повышенной теплоотдачей и безопасностью (WO2021067903).
Авторы: Паоло Веннери, Майкл Идс, Келси Соуза, Уэсли Дисон.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear Corporation (США).
Сфера применения: космические ядерные энергетические установки.
У космических ЯЭУ высокое отношение мощности к единице массы, они не требуют регулярного обслуживания, но используют высокообогащенное топливо. Это создает препятствия для их коммерческого использования из-за договоренностей о нераспространении ядерного оружия. Авторы решили пересмотреть традиционную компоновку активной зоны. Замедлитель они расположили в стержнях, пространство между ними заполнили топливом, в топливе сделали тонкие каналы для теплоносителя. По мнению изобретателей, такой подход повышает надежность и безопасность реактора.
Авторы: Паоло Веннери, Майкл Идс, Келси Соуза, Уэсли Дисон.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear Corporation (США).
Сфера применения: космические ядерные энергетические установки.
У космических ЯЭУ высокое отношение мощности к единице массы, они не требуют регулярного обслуживания, но используют высокообогащенное топливо. Это создает препятствия для их коммерческого использования из-за договоренностей о нераспространении ядерного оружия. Авторы решили пересмотреть традиционную компоновку активной зоны. Замедлитель они расположили в стержнях, пространство между ними заполнили топливом, в топливе сделали тонкие каналы для теплоносителя. По мнению изобретателей, такой подход повышает надежность и безопасность реактора.
Жесткая посадка
Название: Ядерный энергетический реактор (WO2021059590).
Авторы: Кодзуэ Мацукава, Фумихито Хирокава, Юичиро Имамура.
Патентообладатель: Hitachi-GE Nuclear Energy (Япония).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Сборка реактора происходит в холодном состоянии, при этом трубопровод системы охлаждения жестко фиксируется в защитной бетонной оболочке. В процессе запуска реактора он нагревается до рабочей температуры, его корпус расширяется. Если не принять меры, подводящий трубопровод с теплоносителем будет поврежден. Изобретатели предложили сэкономить пространство и вместо традиционного использования специального изгиба трубы изменили схему крепления корпуса реактора так, чтобы термическое расширение не приводило к возникновению напряжений в трубах с теплоносителем. Размеры бетонного корпуса можно будет уменьшить, что позволит сделать АЭС более компактной. В области крепления устанавливаются стабилизаторы, защищающие от толчков и встрясок.
Авторы: Кодзуэ Мацукава, Фумихито Хирокава, Юичиро Имамура.
Патентообладатель: Hitachi-GE Nuclear Energy (Япония).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Сборка реактора происходит в холодном состоянии, при этом трубопровод системы охлаждения жестко фиксируется в защитной бетонной оболочке. В процессе запуска реактора он нагревается до рабочей температуры, его корпус расширяется. Если не принять меры, подводящий трубопровод с теплоносителем будет поврежден. Изобретатели предложили сэкономить пространство и вместо традиционного использования специального изгиба трубы изменили схему крепления корпуса реактора так, чтобы термическое расширение не приводило к возникновению напряжений в трубах с теплоносителем. Размеры бетонного корпуса можно будет уменьшить, что позволит сделать АЭС более компактной. В области крепления устанавливаются стабилизаторы, защищающие от толчков и встрясок.
Ламинарность
Название: Реакторы на расплавленном топливе и диафрагмы для реакторов на расплавленном топливе (WO2021133797).
Авторы: Merchant & Gould P. C., Райан Смит, Стивен Брюсс, Джордж Льюис, Роберт Сайкс.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Реакторы, работающие на расплавах солей, могут обеспечить более высокую среднюю удельную мощность. При этом стоимость топлива у них может быть ниже, чем у твердотопливных. Для эффективной работы жидкосолевого реактора необходимо поддерживать оптимальную рециркуляцию соли внутри активной зоны. Авторы предложили расположить в низкоэнергетической области реактора кольцевую пластину с отверстиями. Ее геометрия выбрана так, чтобы предотвращать горизонтальное перемещение топлива после его поступления в реактор и обеспечивать эффективное распределение потока по радиусу активной
Авторы: Merchant & Gould P. C., Райан Смит, Стивен Брюсс, Джордж Льюис, Роберт Сайкс.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Реакторы, работающие на расплавах солей, могут обеспечить более высокую среднюю удельную мощность. При этом стоимость топлива у них может быть ниже, чем у твердотопливных. Для эффективной работы жидкосолевого реактора необходимо поддерживать оптимальную рециркуляцию соли внутри активной зоны. Авторы предложили расположить в низкоэнергетической области реактора кольцевую пластину с отверстиями. Ее геометрия выбрана так, чтобы предотвращать горизонтальное перемещение топлива после его поступления в реактор и обеспечивать эффективное распределение потока по радиусу активной
Пробный шар
Название: Низкоэнергетический жидкосолевой быстрый реактор (WO2021133952).
Авторы: Ансельмо Сиснерос-младший, Чарльз Фриман, Сэмюэл Гудрич, Кевин Крамер, Джеффри Латковски, Грегори Маркхэм, Джон МакВиртер, Джеймс Рокер, Джастин Томас, Дэниел Уолтер, Кент Уордл.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Предложенная изобретателями конструкция реактора на быстрых нейтронах должна помочь наработать опыт эксплуатации, исследовать влияние обратных связей, неравномерности энерговыделения и режима циркуляции. В качестве топлива могут использоваться хлориды урана, плутония или тория, смешанные с хлоридами неделящихся элементов. Выделяемое тепло может отводиться из активной зоны через корпус теплоносителем или рассеиваться в окружающую среду, в том числе с помощью термоэлектрических генераторов. Допускается возможность использования реактора в космосе.
Авторы: Ансельмо Сиснерос-младший, Чарльз Фриман, Сэмюэл Гудрич, Кевин Крамер, Джеффри Латковски, Грегори Маркхэм, Джон МакВиртер, Джеймс Рокер, Джастин Томас, Дэниел Уолтер, Кент Уордл.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Предложенная изобретателями конструкция реактора на быстрых нейтронах должна помочь наработать опыт эксплуатации, исследовать влияние обратных связей, неравномерности энерговыделения и режима циркуляции. В качестве топлива могут использоваться хлориды урана, плутония или тория, смешанные с хлоридами неделящихся элементов. Выделяемое тепло может отводиться из активной зоны через корпус теплоносителем или рассеиваться в окружающую среду, в том числе с помощью термоэлектрических генераторов. Допускается возможность использования реактора в космосе.
Цифровой двойник
Название: Роботизированная система резки и метод моделирования (WO2021085727).
Авторы: Чан Чай, Сон Ким, Джэ Ким, Джин Чон, Чон Ли.
Патентообладатель: M&D (Южная Корея).
Сфера применения: системы моделирования.
При демонтаже радиационно-опасного оборудования использование роботов помогает снизить дозовую нагрузку на персонал. Для повышения надежности работы робота авторы предложили изготовить его цифрового двойника. Нагрузка на отдельные элементы конструкции может сильно различаться в зависимости от положения суставов режущего механизма. Вся информация об активности оборудования заносится в модель, что позволяет прогнозировать отказы и своевременно проводить ремонт. При плановой замене приходится утилизировать детали с невыработанным ресурсом. Внедрение изобретения должно повысить экономическую эффективность работ. Перенос модели робота и его рабочей среды в виртуальное пространство дает возможность выбирать оптимальный алгоритм действий.
Авторы: Чан Чай, Сон Ким, Джэ Ким, Джин Чон, Чон Ли.
Патентообладатель: M&D (Южная Корея).
Сфера применения: системы моделирования.
При демонтаже радиационно-опасного оборудования использование роботов помогает снизить дозовую нагрузку на персонал. Для повышения надежности работы робота авторы предложили изготовить его цифрового двойника. Нагрузка на отдельные элементы конструкции может сильно различаться в зависимости от положения суставов режущего механизма. Вся информация об активности оборудования заносится в модель, что позволяет прогнозировать отказы и своевременно проводить ремонт. При плановой замене приходится утилизировать детали с невыработанным ресурсом. Внедрение изобретения должно повысить экономическую эффективность работ. Перенос модели робота и его рабочей среды в виртуальное пространство дает возможность выбирать оптимальный алгоритм действий.
Мехом внутрь
Название: Встроенная внутрикорпусная защита от нейтронов (WO2021067901).
Авторы: Майкл Идес, Паоло Веннери.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear.
Сфера применения: конструкционные элементы реактора.
Размер корпуса реактора определяет стоимость его изготовления и доставки. Затраты можно снизить, если разместить поглотитель и отражатель на внутренней стенке корпуса. Это позволит уменьшить необходимый зазор между ним и ТВС. Поглотитель — керамика с включением карбида бора, гафния или оксида гадолиния. Отражатель предполагается изготавливать из тяжелого металла, например, сплава вольфрама. Срок службы корпуса увеличивается за счет снижения нейтронного потока, проходящего через него. Уменьшается активация материалов вокруг реактора. Изобретение может быть использовано в реакторах разных типов.
Авторы: Майкл Идес, Паоло Веннери.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear.
Сфера применения: конструкционные элементы реактора.
Размер корпуса реактора определяет стоимость его изготовления и доставки. Затраты можно снизить, если разместить поглотитель и отражатель на внутренней стенке корпуса. Это позволит уменьшить необходимый зазор между ним и ТВС. Поглотитель — керамика с включением карбида бора, гафния или оксида гадолиния. Отражатель предполагается изготавливать из тяжелого металла, например, сплава вольфрама. Срок службы корпуса увеличивается за счет снижения нейтронного потока, проходящего через него. Уменьшается активация материалов вокруг реактора. Изобретение может быть использовано в реакторах разных типов.
Генерация отдельно
Название: Атомная тепловая установка с генерацией электроэнергии в зависимости от нагрузки (WO2021086510).
Авторы: Джесси Читем III, Роберт Корбин, Джон Гилланд, Павел Хейзлар, Кевин Крамер, Кристофер Мартин, Брайан Моррис, Роберт Петроски, Филип Шлосс, Джошуа Уолтер, Марк Вернер.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные АЭС.
Трудности работы в режиме следования за нагрузкой — один из значимых недостатков АЭС. Авторы изобретения предложили компенсировать его, разделив реактор и электрогенерирующие мощности. Вся теплота, которую отводят из активной зоны, сначала накапливается в тепловом аккумуляторе и только потом расходуется на выработку электроэнергии. Ядерная тепловая установка может поставлять тепловую энергию с температурой выше 800 °C. Система аккумулирования тепла не зависит от источника. Один или несколько дополнительных генераторов тепловой энергии (ядерные реакторы, солнечные тепловые электростанции и др.) могут быть подключены к системам аккумулирования тепла и выработки электроэнергии.
Авторы: Джесси Читем III, Роберт Корбин, Джон Гилланд, Павел Хейзлар, Кевин Крамер, Кристофер Мартин, Брайан Моррис, Роберт Петроски, Филип Шлосс, Джошуа Уолтер, Марк Вернер.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные АЭС.
Трудности работы в режиме следования за нагрузкой — один из значимых недостатков АЭС. Авторы изобретения предложили компенсировать его, разделив реактор и электрогенерирующие мощности. Вся теплота, которую отводят из активной зоны, сначала накапливается в тепловом аккумуляторе и только потом расходуется на выработку электроэнергии. Ядерная тепловая установка может поставлять тепловую энергию с температурой выше 800 °C. Система аккумулирования тепла не зависит от источника. Один или несколько дополнительных генераторов тепловой энергии (ядерные реакторы, солнечные тепловые электростанции и др.) могут быть подключены к системам аккумулирования тепла и выработки электроэнергии.
Упруго и жестко
Название: Ячейка трубной решетки (WO2021094066).
Автор: Алексей Ризниченко.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Sweden (Швеция).
Сфера применения: конструкционные элементы реактора.
В кипящих реакторах длинные тепловыделяющие элементы могут изгибаться, вибрировать, тереться друг о друга. Для их фиксации используются дистанционирующие решетки. Известны разные варианты таких решеток. Работая над изобретением, автор стремился превзойти известные аналоги. Ему удалось уменьшить гидравлическое сопротивление, повысить жесткость и точность фиксации топливных стержней. Каждый из них располагается в отдельной трубке, где фиксируется опорными элементами и пружинящей пластиной.
Автор: Алексей Ризниченко.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Sweden (Швеция).
Сфера применения: конструкционные элементы реактора.
В кипящих реакторах длинные тепловыделяющие элементы могут изгибаться, вибрировать, тереться друг о друга. Для их фиксации используются дистанционирующие решетки. Известны разные варианты таких решеток. Работая над изобретением, автор стремился превзойти известные аналоги. Ему удалось уменьшить гидравлическое сопротивление, повысить жесткость и точность фиксации топливных стержней. Каждый из них располагается в отдельной трубке, где фиксируется опорными элементами и пружинящей пластиной.
Попкорн
Название: Система стабилизации расплава в ядерном реакторе (WO2021058534).
Авторы: Маркус Хупп, Торстен Кейм.
Патентообладатель: Framatome (Германия).
Сфера применения: системы безопасности.
Авторы предложили способ стабилизации расплава активной зоны с использованием впитывающего материала. Выбранный подход исключает прямой контакт охлаждающей жидкости с топливом и предотвращает разрушение корпуса реактора из-за взрывного парообразования. В «ловушку расплава» засыпается впитывающий материал. При срабатывании системы обнаружения расплавления активной зоны теплоноситель заливается в «ловушку расплава» и впитывается поглотителем. Охлаждение расплава достигается за счет более медленного испарения охладителя из абсорбента. Изобретатели отмечают, что впитывающий материал может многократно увеличиваться в объеме при поглощении теплоносителя. Механическое сопротивление поглотителя выше, чем у теплоносителя, что обеспечивает дополнительную сохранность корпуса реактора и «ловушки расплава».
Авторы: Маркус Хупп, Торстен Кейм.
Патентообладатель: Framatome (Германия).
Сфера применения: системы безопасности.
Авторы предложили способ стабилизации расплава активной зоны с использованием впитывающего материала. Выбранный подход исключает прямой контакт охлаждающей жидкости с топливом и предотвращает разрушение корпуса реактора из-за взрывного парообразования. В «ловушку расплава» засыпается впитывающий материал. При срабатывании системы обнаружения расплавления активной зоны теплоноситель заливается в «ловушку расплава» и впитывается поглотителем. Охлаждение расплава достигается за счет более медленного испарения охладителя из абсорбента. Изобретатели отмечают, что впитывающий материал может многократно увеличиваться в объеме при поглощении теплоносителя. Механическое сопротивление поглотителя выше, чем у теплоносителя, что обеспечивает дополнительную сохранность корпуса реактора и «ловушки расплава».
Ход конем
Название: Тепловыделяющая сборка с армирующим устройством (WO2021058565).
Авторы: Мишель Боннамур, Ясмаил Акариух.
Патентообладатель: Framatome (Япония).
Сфера применения: конструкционные элементы реактора.
Во время работы реактора твэлы могут изгибаться и принимать С-, W- или S‑образные формы. Это может создавать препятствия для движения управляющих стержней, мешать извлечению и установке тепловыделяющих сборок. Дистанционирующие решетки могут повысить жесткость, но известные конструкции показались авторам слишком тяжелыми. Они предложили отказаться от перпендикулярного к твэлам закрепления направляющих и разнести точки крепления узлов вдоль продольной оси сборки. Диагональная схема крепления повышает жесткость конструкции, снижает вес ТВС и улучшает нейтронный баланс. На верхней части дистанционирующих пластин можно установить смесительные ребра или дефлекторы потока.
Авторы: Мишель Боннамур, Ясмаил Акариух.
Патентообладатель: Framatome (Япония).
Сфера применения: конструкционные элементы реактора.
Во время работы реактора твэлы могут изгибаться и принимать С-, W- или S‑образные формы. Это может создавать препятствия для движения управляющих стержней, мешать извлечению и установке тепловыделяющих сборок. Дистанционирующие решетки могут повысить жесткость, но известные конструкции показались авторам слишком тяжелыми. Они предложили отказаться от перпендикулярного к твэлам закрепления направляющих и разнести точки крепления узлов вдоль продольной оси сборки. Диагональная схема крепления повышает жесткость конструкции, снижает вес ТВС и улучшает нейтронный баланс. На верхней части дистанционирующих пластин можно установить смесительные ребра или дефлекторы потока.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #6_2021