CN105355240B - 一种用于辐照的模拟燃料组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于辐照的模拟燃料组件，包括上管板部件、导向管与内插管部件、格架、燃料棒和下管板部件；该导向管与内插管部件包括导向管、内插管和测量杆；该上管板部件通过导向管与下管板部件相连；该格架连接在导向管上；该燃料棒连接在格架上；该导向管的两端分别设置有第一导向管端塞和第二导向管端塞；该内插管设置在导向管的内部；该内插管的一端与第一导向管端塞相连，另一端设置有内插管端塞；该测量杆的一端与内插管端塞相连，另一端穿过第二导向管端塞。本发明所涉及的辐照用模拟燃料组件包含导向管、格架、燃料棒等燃料组件关键结构部件，可涵盖大部分燃料结构关键特征和材料，可实现对多种燃料组件关键结构和材料的辐照考验。

Description

一种用于辐照的模拟燃料组件
技术领域
本发明涉及一种模拟燃料组件，尤其涉及一种用于辐照的模拟燃料组件。
背景技术
燃料组件是堆芯的关键部件，在堆内运行时，将核反应产生的热量传递给冷却剂，并为冷却剂提供适当的流道，保证堆芯能够得到足够冷却。燃料组件在堆芯中长期在高温、高压、高硼水、强中子辐照、腐蚀、冲刷和水力振动等恶劣的条件下工作，因此燃料组件的设计需保证高的安全性和可靠性。为了确保燃料组件在使用过程中的安全性和可靠性，用于燃料组件的新材料或新结构在开发过程中需经过堆内辐照考验验证。通常需要设计一种用于辐照的模拟燃料组件放入试验回路中进行验证。
发明内容
为了解决燃料组件既能有效的进行对内辐照考验验证，又能减少核反应堆辐照考验的运行费用和简化操作步骤，本发明提出一种用于辐照的模拟燃料组件。
本发明的目的是发明一种用于辐照的模拟燃料组件，该模拟燃料组件可用于燃料组件新材料和新结构方案的试验堆内辐照考验，为新材料和新结构在燃料组件中的使用提供辐照后性能数据，为最终入商业堆提供数据支撑。
该用于辐照的模拟燃料组件包括上管板部件、导向管与内插管部件、格架、燃料棒和下管板部件；所述导向管与内插管部件包括导向管、内插管和测量杆；所述上管板部件通过所述导向管与所述下管板部件相连；所述格架连接在所述导向管上；所述燃料棒连接在所述格架上；所述导向管的两端分别设置有第一导向管端塞和第二导向管端塞；所述内插管设置在所述导向管的内部；所述内插管的一端与所述第一导向管端塞相连；所述内插管的另一端设置有内插管端塞；所述测量杆的一端与所述内插管端塞相连，另一端穿过所述第二导向管端塞。
进一步地，所述上管板部件包括上管板；所述下管板部件包括下管板；所述上管板与所述导向管可拆卸的相连；所述下管板与所述导向管可拆卸的相连。
本发明的另一个较佳实施方式是，所述上管板部件还包括上管板压盖和上管板定位销；所述上管板压盖设置有上管板大孔和与上管板大孔连通的上管板小孔；所述导向管的端部设置有中间细两边粗的插入结构；所述上管板大孔的直径大于所述插入结构的最大外径；所述上管板小孔和与所述上管板大孔连通的通道的直径小于所述插入结构的最大外径，但大于所述插入结构的最小外径；所述上管板、所述上管板压盖和所述上管板定位销被进一步设置为，所述插入结构穿过所述上管板和所述上管板大孔，所述上管板压盖通过旋转或者移动的方式使得所述插入结构的最小外径从所述上管板大孔位置转换为所述上管板小孔位置，通过所述上管板定位销将所述导向管与所述上管板固定。
本发明的另一较佳实施方式是，所述下管板部件还包括下管板压盖和下管板定位销；所述下管板压盖设置有下管板大孔和与下管板大孔连通的下管板小孔；所述导向管的端部设置有中间细两边粗的插入结构；所述下管板大孔的直径大于所述插入结构的最大外径；所述下管板小孔和与所述下管板大孔连通的通道的直径小于所述插入结构的最大外径，但大于所述插入结构的最小外径；所述下管板、所述下管板压盖和所述下管板定位销被进一步设置为，所述插入结构穿过所述下管板和所述下管板大孔，所述下管板压盖通过旋转或者移动的方式使得所述插入结构的最小外径从所述下管板大孔位置转换为所述下管板小孔位置，通过所述下管板定位销将所述导向管与所述下管板固定。
进一步地，所述格架包括格架套管和格架条带；所述格架套管设置在所述格架条带上；所述格架条带设置有弹簧和刚凸结构；所述格架通过所述格架套管连接于所述导向管上。
进一步地，所述燃料棒包括燃料棒包壳；所述燃料棒包壳两端设置有燃料棒端塞。
进一步地，所述燃料棒还包括燃料芯块；所述燃料芯块设置在所述燃料棒包壳内。
进一步地，所述内插管与所述导向管采用机械或焊接方式连接；所述格架与所述导向管之间通过机械或者焊接方式连接。
进一步地，所述燃料棒通过夹持的方式与所述格架条带可拆卸的连接。
进一步地，其特征在于，所述格架、所述燃料棒和所述导向管与内插管部件的数量可以为2件或者以上。
本发明的有益效果：
(1)本发明所涉及的辐照用模拟燃料组件包含导向管、格架、燃料棒等燃料组件关键结构部件，可涵盖大部分燃料结构关键特征和材料，可实现对多种燃料组件关键结构和材料的辐照考验。
(2)多处地方为可拆卸连接，且拆卸方便简单，比如上、下管板的定位销和大小孔结构，以及燃料棒通过夹持的方式与格架条带可拆卸的连接。因此，可以仅对导向管进行辐照考验；也可以对导向管、格架或者导向管、格架和燃料棒均进行辐照考验。
(3)设置有测量杆结构，可以方便的看出内插管中的辐照生长量，无需暂停实验并取出内插管来进行观察。
(4)一个模拟燃料组件内可包含若干根燃料棒，可以对多种燃料棒包壳材料进行辐照考验。
附图说明
图1是本发明的一种具体实施方式的用于辐照的模拟燃料组件的结构示意图。
图2是本发明的一种具体实施方式的用于辐照的模拟燃料组件的下管座部件的结构示意图。
图3是本发明的一种具体实施方式的用于辐照的模拟燃料组件的导向管与内插管部件的结构示意图。
图4是本发明的一种具体实施方式的用于辐照的模拟燃料组件的格架的结构示意图。
图5是本发明的一种具体实施方式的用于辐照的模拟燃料组件的燃料棒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1～5对本发明做进一步的描述。
如附图1所示用于辐照的模拟燃料组件由上管板部件1、导向管与内插管部件2、格架3、燃料棒4、下管板部件5构成。
上管板部件1和下管板部件5结构相同。如附图2所示的下管板部件5由下管板6、下管板压盖7和下管板定位销8组成，导向管与内插管部件2插入下管板6后，通过下管板压盖7进行固定。导向管与内插管部件2的端部为中间细两边粗的插入结构，这里具体为台阶轴，端部中段直径减小通过台阶为下管板6提供轴向定位。下管板压盖7的一端开有下管板大孔，下管板大孔旁边开有下管板小孔，两孔之间连通。下管板大孔的孔径略大于导向管与内插管部件2的端部的台阶轴的最大外径，供导向管与内插管部件2的台阶轴通过；下管板小孔的孔径小于下管板大孔和导向管与内插管部件2的端部的台阶轴的最大外径，但大于导向管与内插管部件2的端部的台阶轴的最小外径。导向管与内插管部件2的端部的台阶轴配合为管板提供轴向定位，大小孔中间连通，下管板压盖7可通过旋转或移动的方式使得导向管与内插管部件2的下端从下管板大孔位置处转换为下管板小孔位置实现定位。下管板压盖7放置到位后通过下管板定位销8将其与下管板6固定。上、下管板同导向管与内插管部件2为可拆式连接，可方便试验中间阶段对燃料棒4进行更换。
如附图3所示为导向管与内插管部件2，其中导向管10和内插管11可使用不同种材料，通过导向管与内插管部件2可对至少2种管材进行辐照考验。导向管10、内插管11与第一导向管端塞9、第二导向管端塞13、内插管端塞12可使用同种材料通过焊接连接，也可使用不同材料通过机械连接。导向管10、内插管11共用第一导向管下端塞9，从而连接在一起。内插管端塞12的端部安装一根测量杆18，穿过第二导向管端塞13方便测量内插管11的辐照生长量。
附图4为格架3，格架3由格架套管14和格架条带15组成，格架条带包含弹簧、刚凸等关键结构。一个模拟燃料组件中可包含多个格架用于考验多种不同的带材材料或条带上的弹簧、刚凸等关键结构。格架3通过格架套管14连接于导向管10上。
附图5为燃料棒4，燃料棒4由燃料棒端塞16和燃料棒包壳17，以及燃料棒包壳17内包覆的燃料芯块组成。一个模拟燃料组件内可包含若干根燃料棒，可以对多种燃料棒包壳材料进行辐照考验。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，包括上管板部件、导向管与内插管部件、格架、燃料棒和下管板部件；所述导向管与内插管部件包括导向管、内插管和测量杆；所述上管板部件通过所述导向管与所述下管板部件相连；所述格架连接在所述导向管上；所述燃料棒连接在所述格架上；所述导向管的两端分别设置有第一导向管端塞和第二导向管端塞；所述内插管设置在所述导向管的内部；所述内插管的一端与所述第一导向管端塞相连；所述内插管的另一端设置有内插管端塞；所述测量杆的一端与所述内插管端塞相连，另一端穿过所述第二导向管端塞。
2.如权利要求1所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述上管板部件包括上管板；所述下管板部件包括下管板；所述上管板与所述导向管可拆卸的相连；所述下管板与所述导向管可拆卸的相连；所述上管板部件还包括上管板压盖和上管板定位销；所述上管板压盖设置有上管板大孔和与上管板大孔连通的上管板小孔；所述导向管的端部设置有中间细两边粗的插入结构；所述上管板大孔的直径大于所述插入结构的最大外径；所述上管板小孔和与所述上管板大孔连通的通道的直径小于所述插入结构的最大外径，但大于所述插入结构的最小外径；所述上管板、所述上管板压盖和所述上管板定位销被进一步设置为，所述插入结构穿过所述上管板和所述上管板大孔，所述上管板压盖通过旋转或者移动的方式使得所述插入结构的最小外径从所述上管板大孔位置转换为所述上管板小孔位置，通过所述上管板定位销将所述导向管与所述上管板固定。
3.如权利要求2所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述下管板部件还包括下管板压盖和下管板定位销；所述下管板压盖设置有下管板大孔和与下管板大孔连通的下管板小孔；所述导向管的端部设置有中间细两边粗的插入结构；所述下管板大孔的直径大于所述插入结构的最大外径；所述下管板小孔和与所述下管板大孔连通的通道的直径小于所述插入结构的最大外径，但大于所述插入结构的最小外径；所述下管板、所述下管板压盖和所述下管板定位销被进一步设置为，所述插入结构穿过所述下管板和所述下管板大孔，所述下管板压盖通过旋转或者移动的方式使得所述插入结构的最小外径从所述下管板大孔位置转换为所述下管板小孔位置，通过所述下管板定位销将所述导向管与所述下管板固定。
4.如权利要求1所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述格架包括格架套管和格架条带；所述格架套管设置在所述格架条带上；所述格架条带设置有弹簧和刚凸结构；所述格架通过所述格架套管连接于所述导向管上。
5.如权利要求1所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述燃料棒包括燃料棒包壳；所述燃料棒包壳两端设置有燃料棒端塞。
6.如权利要求5所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述燃料棒还包括燃料芯块；所述燃料芯块设置在所述燃料棒包壳内。
7.如权利要求1所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述内插管与所述导向管采用机械或焊接方式连接；所述格架与所述导向管之间通过机械或者焊接方式连接。
8.如权利要求4所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述燃料棒通过夹持的方式与所述格架条带可拆卸的连接。
9.如权利要求1～8任一项所述的用于辐照的模拟燃料组件，其特征在于，所述格架、所述燃料棒和所述导向管与内插管部件的数量可以为2件或者以上。
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