CN101090006B - 板翅型核燃料组件 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种核反应堆燃料组件，具体涉及一种板翅型核燃料组件。其特点是在相邻两块核燃料板之间，夹有矩形波纹板状翅片，翅片的矩形波纹槽为上下布置，使核燃料板与翅片之间形成纵向冷却流道。由于增加了矩形波纹板状翅片，利用翅片钎焊技术实现了板与板之间的间距和板与板之间固定。此种燃料组件不需要侧板，增大了燃料板(燃料芯体)的宽度，增大了传热面积16.7％。也增加了铀的装量或减薄燃料芯体。如果考虑到翅片等效传热面积的增加以及流体扰动的影响，则板翅型核燃料组件传热效果要比传统板型燃料组件要增加接近一倍。本发明可用于多用途研究堆和以燃料材料考验为主的工具堆。

Description

板翅型核燃料组件
技术领域
本发明属于一种核反应堆燃料组件，具体涉及一种板型核燃料组件的改进。
背景技术
板型核燃料组件的燃料板的厚度约为1.3～1.5mm，板间冷却流道宽约2mm，燃料板为夹心饼干式结构，外有铝包壳，内有燃料芯体，用轧制法制成，最后用滚压法将燃料板组装成板型燃料组件。板型燃料组件主要用于多用途的研究堆和以燃料材料考验为主的工具堆。为了追求高中子注量率的紧凑堆芯，为便于开展各种试验研究或具有较大的高中子注量率的辐照空间创造条件，必须提高燃料组件的传热能力。对于铝包壳板型燃料组件，目前国际上在芯体方面进行过研制工作，主要是用UMo合金取代U3Si2。UMo合金与U3Si2相比，在每块板相同铀装量下，燃料芯体厚度由0.510mm减至0.255mm。在76.2mm×76.2mm方组件下，燃料板数只增加1.74块，传热面积增加7.6％，因此对传热的改善意义不大。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高传热性能的板翅型核燃料组件。
本发明是这样实现的：一种板翅型核燃料组件，它包括由一组平行布置的核燃料板组成的组件，设在该组件上端的上管座和设在该组件下端的下管座，其中，在相邻两块核燃料板之间，夹有矩形波纹板状翅片，翅片的矩形波纹槽为上下布置，使核燃料板与翅片之间形成纵向冷却流道。
上述翅片的翅高h＝1.80～3.00mm，翅宽b＝1.80～6.00mm，翅厚δ＝0.15～0.24mm。
在本发明中，由于在板型核燃料组件中增加了矩形波纹板状翅片，利用翅片钎焊技术实现了板与板之间的间距和板与板之间固定。此种燃料组件不需要侧板，增大了燃料板(燃料芯体)的宽度，增大了传热面积16.7％。也增加了铀的装量或减薄燃料芯体。如果考虑到翅片等效传热面积的增加以及流体扰动的影响，则板翅型核燃料组件传热效果要比传统板型燃料组件要增加接近一倍。
附图说明
图1为板翅型核燃料组件的结构示意图；
图2为翅片横截面示意图；
图3为图1的A-A向视图；
图4为图3的B局部放大图。
图中，1-核燃料板；2-上管座；3-下管座；4-包壳；5-芯体；6-翅片；7-焊料。
具体实施方式
如图1～图4所示，一种板翅型核燃料组件，它包括由一组平行布置的核燃料板1组成的组件，设在该组件上端的上管座2和设在该组件下端的下管座3，在相邻两块核燃料板1之间，夹有矩形波纹板状翅片6，翅片6的矩形波纹槽为上下布置，使核燃料板1与翅片6之间形成纵向冷却流道。核燃料板1是由包壳4和芯体5由轧制法制成。翅片6的翅高h＝1.80～3.00mm，如1.80mm、2.20mm、2.60mm、3.00mm；翅宽b＝1.80～6.00mm，如1.80mm、3.00mm、4.20mm、6.00mm；翅厚δ＝0.15～0.24mm，如0.15mm、0.18mm、0.20mm、0.24mm。在本实施例中，翅片6为6061铝板，翅高h＝2.00mm，翅宽b＝3.00mm，翅厚δ＝0.20mm。
在制作板翅型核燃料组件过程中，将核燃料板1与双面涂有钎焊焊料7的翅片6，按一层核燃料板1，一层翅片6，再一层核燃料板1，再一层翅片6……，最后一层仍是核燃料板1的方式叠在一起，置于高温真空炉中，采用真空钎焊法制作。由于焊料7的熔化，使核燃料板1与翅片6焊牢。利用翅片钎焊技术保证了核燃料板的板间距和板与板之间的固定，从而取消了燃料板组件的侧板。为了实现板翅型核燃料组件的线接触，在核燃料板的侧端部加工成半圆形。
板翅型核燃料组件可用于多用途研究堆和以燃料材料考验为主的工具堆。

Claims (3)

1.一种板翅型核燃料组件，它包括由一组平行布置的核燃料板(1)组成的组件、设在由一组平行布置的核燃料板(1)组成的组件上端的上管座(2)和设在由一组平行布置的核燃料板(1)组成的组件下端的下管座(3)，其特征在于：在相邻两块核燃料板之间，夹有矩形波纹板状翅片(6)，翅片(6)的矩形波纹槽为上下布置，使核燃料板(1)与翅片(6)之间形成纵向冷却流道。
2.根据权利要求1所说的一种板翅型核燃料组件，其特征在于：所说的翅片(6)的翅高h＝1.80～3.00mm，翅宽b＝1.80～6.00mm，翅厚8＝0.15～0.24mm。
3.根据权利要求2所说的一种板翅型核燃料组件，其特征在于：所说的翅片(6)的翅高h＝2.00mm，翅宽b＝3.00mm，翅厚δ＝0.20mm。
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