CN101971266A - 用于核反应堆的燃料组件 - Google Patents

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V·F·叶尔绍夫
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A·A·希什金
V·A·科斯特里金
I·V·叶夫斯季格涅夫
V·N·亚基梅切夫
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Abstract

本发明涉及核能工程，尤其是涉及一种无壳核反应堆燃料组件的结构设计。本发明的核反应堆燃料组件包括成束的燃料元件和容纳在间隔栅格中的引导管道、头部、以及底部喷嘴，其中所述间隔栅格彼此相互连接并且通过在燃料组件长度方向上设置的元件连接至底部喷嘴，而所述底部喷嘴由相互连接的支撑板和支撑圆柱构成。燃料组件的特征在于，由相互连接的单元组成的抗振栅格设置在支撑板上，其中通过至少一个紧固件将所述抗振栅格、所述支撑板、以及所述支撑圆柱相互连接。本发明的技术方案基本能够延长燃料元件的使用寿命，从而增加加料负载以及燃料燃烧的深度，并显著地延长了燃料组件的服务时间。

Description

用于核反应堆的燃料组件
技术领域
本发明涉及核能工程，尤其是涉及一种无壳燃料组件的结构设计，所述燃料组件形成水慢化动力反应堆的反应区域，特别是VVER-1000型的反应堆。
背景技术
成束的燃料元件、头部、以及底部喷嘴是燃料组件设计的主要部件。
按照常规，成束的燃料元件包括收纳在沿燃料组件长度方向延伸的间隔栅格的多个单元内的燃料元件，并且通过各种结构元件与燃料组件的头部及底部喷嘴连接。
燃料组件的底部喷嘴通常由支撑圆柱和支撑板构成。燃料元件或者抵靠支撑板而设置，或者更常见地固定在底部喷嘴的支撑板之内，所述燃料组件在温度和沿燃料组件方向上的辐射的作用下能够膨胀，尤其是，因为关于燃料组件的间隔栅格的弹性。
位于燃料组件内的燃料元件的常规及安全工作需要紧固件，用于将燃料元件的底部插销固定在底部喷嘴的支撑板内，进而将燃料元件牢牢地固定在支撑板内，并且便于远程控制成束的燃料元件的组装和拆解成束。
至今已开发出符合在燃料组件中安全工作标准的部件和元件的多种设计，以便固定燃料元件的底部插销。
现有技术的燃料组件设计包括通过紧固件将所述燃料元件连接至底部喷嘴的支撑板上的成束的燃料元件，所述紧固件诸如燃料元件的底部插销(1999年4月27日公开的RU2,129,738，G21C3/30，G21 3/32)。燃料元件插销的下部是弹性的圆柱，其能插入支撑板的座之中，而圆柱的弹性横截面是具有狭缝的环。在圆柱的底部设有与支撑板的底面接触的肩部。现有技术的这个发明有助于自动便捷地远程控制成束的燃料元件的组装和拆解，然而支撑板上的燃料元件插销的座产生的无法避免的轴向及径向的移动会导致燃料元件插销的下部的加速磨损。
最接近本发明的现有技术是这样一种核反应堆燃料组件的设计，所述燃料组件包括成束的燃料元件、头部以及底部喷嘴，所述燃料元件位于沿燃料组件长度方向延伸的间隔栅格内，底部喷嘴通过引导管道连接，该引导管道用于控制棒在其中移动，所述引导管道被紧紧地连接到底部喷嘴上，并且其上部位于头部的弹性部件之中(1999年公开的RU2,137,223，G21C 3/32)。现有技术的燃料组件的底部喷嘴由支撑板和支撑圆柱构成。支撑板被设计成与燃料元件的下端对齐并将其固定，该燃料元件的下端插入支撑板的孔中。
现有技术中的结构设计存在以下不足，由于在将燃料元件固定至底部喷嘴的支撑板的点上发生移动，使得燃料元件下端可能径向和轴向移动，进而导致燃料元件的端部在工作期间被磨损以及毁坏，使得现有技术的设计不适于增加燃烧深度及长的工作周期。
发明内容
本发明的技术目的是开发以及构造一种核反应堆燃料组件，所述燃料组件表现出提高的强度和高经济性能的特征。
达到此目的能够产生新的技术效果，诸如燃料元件在燃料组件的底部喷嘴中的连接更为可靠，以及燃料元件的使用寿命更长；增加加料负载；更深度的燃料燃烧，以及燃料组件工作时长的显著延长。
这些技术效果可以这样实现，即提供一种核反应堆燃料组件，所述燃料组件包括成束的燃料元件和位于间隔栅格中的引导管道、头部、以及底部喷嘴，所述间隔栅格彼此相互连接并且通过在燃料组件长度方向上延伸的元件连接至底部喷嘴，而所述底部喷嘴包括相互连接的支撑板和支撑圆柱，且具有设置在支撑板之上的抗振栅格并包括以六边形模式排列的相互连接的多个单元，通过至少一个紧固件将抗振栅格、支撑板、以及支撑圆柱相互连接。
本发明的独特之处在于以下方面：抗振栅格能够抵消将燃料元件端部固定至支撑板的那点上的轴向及径向移动，这种抵消是通过在抗振栅格的弹性元件(凹槽)和燃料元件的外壳之间产生的张力来实现。此外，为了使结构具有刚性，通过一个紧固件或者多个紧固件将抗振栅格、支撑板、以及支撑圆柱相互连接。
优选地，紧固件由平板形式制成，所述平板通过焊接的方式固定到底部喷嘴的结构元件上，紧固件的数目优选为6个。
另外优选地，用焊接或焊合在一起以及以六边形模式排列的各单元制成抗振栅格，每一个以六边形的形状具有三个支撑，所述三个支撑通过向单元内部弯曲的六边形侧面上的凹槽以彼此间隔120度的角度用于燃料元件。
附图说明
图1显示了燃料组件的示意图；
图2显示了、燃料组件的底部喷嘴、抗振栅格和燃料元件下端和引导管道；
图3显示了沿着图2的线A-A的横截面视图；
图4显示了抗振栅格的单元。
具体实施方式
用于核反应堆的燃料组件(参见：图1)包括成束的燃料元件1和容纳在间隔栅格2中的引导管道，通过焊接在其上的棱角元件3将所述间隔栅格相互连接，还包括底部喷嘴4和头部5。通过螺钉6将棱角元件3固定至底部喷嘴4。
底部喷嘴4(参见：图2)包括支撑圆柱7、支撑板8、以及抗振栅格9，通过焊接在其上的平板10将支撑圆柱7、支撑板8、以及抗振栅格9相互连接。
燃料元件的底部插销11(参见：图2和图3)穿过弹性元件插入底部喷嘴4的支撑板8的孔中，并被锁定以抵抗在抗振栅格9的单元12中的径向及轴向移动。
引导管道13在抗振栅格9的单元之间延伸，并通过例如螺栓被固定到支撑板8上。
抗振栅格9(参见：图2和图3)由以六边形模式排列的多个单元12构成，所述多个单元通过焊接或者焊合在其接触点上相互连接。
多个单元14(参见：图4)优选地具有六边形形状，并在单元的侧面上彼此间隔120度处具有三个凹槽15，且被压入单元内部。
在将燃料组件装入反应堆中之后，再将反应堆的顶部平板向下按压直到与头部5的环形边缘接触。随后，向下的压力传递穿过头部的弹性部件，用预先计算的力向下挤压弹性部件，从而防止燃料组件在从下部上升的冷却剂的流动中上浮，所述压力传递到引导管道13，然后传至支撑板8，并穿过平板10到达底部喷嘴4的支撑圆柱7，所述底部喷嘴4的支撑圆柱7与反应堆的底部平板上的孔接合。
通过棱角元件3相互连接的间隔栅格2形成了一个框架，通过螺钉6将所述框架连接到底部喷嘴4上。
当冷却剂经过底部喷嘴4的支撑圆柱7的入口进入燃料组件时，其流过支撑板8的流动口，并且围绕成束的燃料元件1流动，通过与燃料元件11的表面接触来进行加热。燃料元件和框架也是通过燃料元件内的核裂变进行加热的，随着热量和辐射的增加开始向上扩展，成束增长与引导管道13无关，这是由于引导管道是以安全的间隔延伸穿过间隔栅格2的各单元和抗振栅格9。鉴于此，成束的燃料元件1对于承受压力负载的引导管道13不会产生任何效应，也不会使之变形。
燃料元件11的下端，无论其是以何种方式固定到底部喷嘴的支撑板8上，都是通过在单元的弹性元件(凹槽15)和燃料元件的外壳之间产生的张力而延伸穿过抗振栅格9的单元12，并且被牢牢地锁定在抗振栅格中以抵抗轴向及径向移动。依次地，由平板10固定在适当位置的抗振栅格9被牢牢地锁定在底部喷嘴4上。这样防止了由于工作中冷却剂的振动流动效应导致燃料元件端部的磨损及损坏的可能性。
使用权利要求所要求设计的底部喷嘴4则有利于显著延长燃料元件的使用寿命，并相应地增加加料负载以及燃料燃烧的深度，还能显著延长燃料组件持续工作的时间。
利用标准的技术可以在现有的设备上制造出所要求保护的结构。

Claims (4)

1.一种核反应堆燃料组件，所述核反应堆燃料组件包括：成束的燃料元件和位于间隔栅格中的引导管道，以及头部和底部喷嘴，所述间隔栅格彼此相互连接并且通过在燃料组件长度方向上延伸的元件连接至底部喷嘴，而所述底部喷嘴包括相互连接的支撑板和支撑圆柱，其中包括相互连接的单元的抗振栅格设置在所述支撑板之上，通过至少一个紧固件将所述抗振栅格、所述支撑板、以及所述支撑圆柱相互连接。
2.如权利要求1所述的核反应堆燃料组件，其中所述抗振栅格的单元以六边形模式排列，并具有设置有三个支撑的六边形，所述三个支撑用于将所述燃料元件以120度相互隔开，并由向单元内部弯曲的六边形侧面上的凹槽形成。
3.如权利要求1所述的核反应堆燃料组件，其中所述紧固件是平板。
4.如权利要求3所述的核反应堆燃料组件，其中连接所述抗振栅格、所述支撑板、以及所述支撑圆柱的平板数目为六个。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105229747A (zh) * 2013-05-17 2016-01-06 泰拉能源公司 核燃料组件设计
CN112243486A (zh) * 2018-08-23 2021-01-19 获劳动红旗勋章和Czsr劳动勋章的水压试验设计院联合股份公司 核反应堆燃料组件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1513971A (en) * 1975-07-02 1978-06-14 Commissariat Energie Atomique Assemblies for use in nuclear reactors
CN1189236A (zh) * 1995-06-29 1998-07-29 法玛通公司 核反应堆燃料组件的隔栅及燃料组件
RU2124238C1 (ru) * 1997-05-20 1998-12-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Тепловыделяющая сборка ядерного реактора
RU2137223C1 (ru) * 1995-12-22 1999-09-10 Опытное конструкторское бюро машиностроения Тепловыделяющая сборка ядерного реактора
RU2204868C2 (ru) * 2000-09-07 2003-05-20 Опытное конструкторское бюро машиностроения Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора
CN1914692A (zh) * 2003-12-22 2007-02-14 阿海珐核能公司 具有棒末端支持装置的燃料组件的端部管座和相应组件
US20070165766A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear fuel assemblies with structural support replacement rods

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744942A (en) * 1986-06-11 1988-05-17 Westinghouse Electric Corp. Nuclear reactor spacer grid loading
RU52512U1 (ru) * 2005-12-05 2006-03-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1513971A (en) * 1975-07-02 1978-06-14 Commissariat Energie Atomique Assemblies for use in nuclear reactors
CN1189236A (zh) * 1995-06-29 1998-07-29 法玛通公司 核反应堆燃料组件的隔栅及燃料组件
RU2137223C1 (ru) * 1995-12-22 1999-09-10 Опытное конструкторское бюро машиностроения Тепловыделяющая сборка ядерного реактора
RU2124238C1 (ru) * 1997-05-20 1998-12-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Тепловыделяющая сборка ядерного реактора
RU2204868C2 (ru) * 2000-09-07 2003-05-20 Опытное конструкторское бюро машиностроения Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора
CN1914692A (zh) * 2003-12-22 2007-02-14 阿海珐核能公司 具有棒末端支持装置的燃料组件的端部管座和相应组件
US20070165766A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear fuel assemblies with structural support replacement rods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
藏希年，申世飞: "《核电厂系统与设备》", 30 September 2003 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105229747A (zh) * 2013-05-17 2016-01-06 泰拉能源公司 核燃料组件设计
CN112243486A (zh) * 2018-08-23 2021-01-19 获劳动红旗勋章和Czsr劳动勋章的水压试验设计院联合股份公司 核反应堆燃料组件
CN112243486B (zh) * 2018-08-23 2022-07-12 获劳动红旗勋章和Czsr劳动勋章的水压试验设计院联合股份公司 核反应堆燃料组件

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