Источник: Фото - Минобрнауки России
Нижегородские ученые запатентовали устройство для реакторов атомных ледоколов
25.06.2026
Ученые и инженеры Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева получили патент Евразийского патентного ведомства (ЕАПВ) на новое изобретение "Дистанционирующая и перемешивающая решетка тепловыделяющей сборки ядерного энергетического реактора". Это конструктивный элемент, отвечающий за безопасную и стабильную работу активной зоны ядерного реактора.
Внутри ядерного реактора расположены тепловыделяющие сборки — пучки длинных стержней (тепловыделяющих элементов, или твэлов), в которых происходит ядерная реакция с выделением тепла. Между этими стержнями протекает теплоноситель, который отводит тепло для дальнейшего производства электроэнергии.
Чтобы стержни сохраняли строго заданное положение и не соприкасались друг с другом, а теплоноситель равномерно омывал их поверхности, используются специальные решетки — дистанционирующие и перемешивающие. Именно такую решетку усовершенствованной конструкции разработали специалисты НГТУ им. Р.Е. Алексеева.
"Если решетки нет или она в плохом состоянии, стержни начнут вибрировать, тереться друг о друга и в итоге повреждаться. В некоторых местах жидкость будет застаиваться и перегреваться. Это может привести к аварии: расплавлению стержней и выходу радиоактивности. Реактор придется срочно останавливать", — рассказал один из авторов изобретения, кандидат технических наук Денис Доронков.
Запатентованная решетка собирается из трех пересекающихся рядов пластин одинаковой ширины и толщины, заключенных между внешней и внутренней многогранными обечайками (кожухами). Пересекаясь, пластины формируют два типа ячеек: шестигранные (в них устанавливаются тепловыделяющие элементы) и треугольные (сквозь них свободно протекает теплоноситель).
Фиксация стержней в шестигранных ячейках осуществляется с помощью специальных пружинистых элементов трех видов, подобранных в зависимости от расположения стержня в сборке. На пластинах и на внешней обечайке решетки размещены дефлекторы — элементы, направляющие поперечные потоки теплоносителя в те зоны, где возможно его местное подкипание.
"Подкипание в реакторе очень опасно, поскольку стержень перестает охлаждаться. Наша решетка имеет специальные "лопатки" (дефлекторы), которые направляют жидкость в поперечном направлении и не дают застаиваться. Она выравнивает температуру, как ложка, которой мешают горячий суп", — объяснил Денис Доронков.
Авторы изобретения среди ключевых преимуществ представленной конструкции выделяют: повышенную безопасность, геометрическую стабильность, а также простой процесс производства и сборки решетки. Себестоимость производства, по оценкам разработчиков, также будет ниже, чем у существующих аналогов, более чем на 10 %.
В настоящее время проведен комплекс лабораторных испытаний и созданы первые прототипы решеток из пластика и металла. Новая решетка планируется к применению в активной зоне реакторов типа «РИТМ», эксплуатирующихся на новейших атомных ледоколах. Кроме того, изобретение можно использовать на атомных станциях малой мощности и плавучих атомных энергоблоках. После доработки конструкции решетка, по оценкам специалистов, может быть применена и в составе ядерных реакторов большой мощности (ВВЭР).
Евразийский патент действует на территории восьми государств — участников Евразийской патентной конвенции: Азербайджанской Республики, Кыргызской Республики, Республики Армения, Республики Беларусь, Республики Казахстан, Республики Таджикистан, Российской Федерации и Туркменистана.
Источник: Минобрнауки России
Внутри ядерного реактора расположены тепловыделяющие сборки — пучки длинных стержней (тепловыделяющих элементов, или твэлов), в которых происходит ядерная реакция с выделением тепла. Между этими стержнями протекает теплоноситель, который отводит тепло для дальнейшего производства электроэнергии.
Чтобы стержни сохраняли строго заданное положение и не соприкасались друг с другом, а теплоноситель равномерно омывал их поверхности, используются специальные решетки — дистанционирующие и перемешивающие. Именно такую решетку усовершенствованной конструкции разработали специалисты НГТУ им. Р.Е. Алексеева.
"Если решетки нет или она в плохом состоянии, стержни начнут вибрировать, тереться друг о друга и в итоге повреждаться. В некоторых местах жидкость будет застаиваться и перегреваться. Это может привести к аварии: расплавлению стержней и выходу радиоактивности. Реактор придется срочно останавливать", — рассказал один из авторов изобретения, кандидат технических наук Денис Доронков.
Запатентованная решетка собирается из трех пересекающихся рядов пластин одинаковой ширины и толщины, заключенных между внешней и внутренней многогранными обечайками (кожухами). Пересекаясь, пластины формируют два типа ячеек: шестигранные (в них устанавливаются тепловыделяющие элементы) и треугольные (сквозь них свободно протекает теплоноситель).
Фиксация стержней в шестигранных ячейках осуществляется с помощью специальных пружинистых элементов трех видов, подобранных в зависимости от расположения стержня в сборке. На пластинах и на внешней обечайке решетки размещены дефлекторы — элементы, направляющие поперечные потоки теплоносителя в те зоны, где возможно его местное подкипание.
"Подкипание в реакторе очень опасно, поскольку стержень перестает охлаждаться. Наша решетка имеет специальные "лопатки" (дефлекторы), которые направляют жидкость в поперечном направлении и не дают застаиваться. Она выравнивает температуру, как ложка, которой мешают горячий суп", — объяснил Денис Доронков.
Авторы изобретения среди ключевых преимуществ представленной конструкции выделяют: повышенную безопасность, геометрическую стабильность, а также простой процесс производства и сборки решетки. Себестоимость производства, по оценкам разработчиков, также будет ниже, чем у существующих аналогов, более чем на 10 %.
В настоящее время проведен комплекс лабораторных испытаний и созданы первые прототипы решеток из пластика и металла. Новая решетка планируется к применению в активной зоне реакторов типа «РИТМ», эксплуатирующихся на новейших атомных ледоколах. Кроме того, изобретение можно использовать на атомных станциях малой мощности и плавучих атомных энергоблоках. После доработки конструкции решетка, по оценкам специалистов, может быть применена и в составе ядерных реакторов большой мощности (ВВЭР).
Евразийский патент действует на территории восьми государств — участников Евразийской патентной конвенции: Азербайджанской Республики, Кыргызской Республики, Республики Армения, Республики Беларусь, Республики Казахстан, Республики Таджикистан, Российской Федерации и Туркменистана.
Источник: Минобрнауки России