CN105895169B - 一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，包括四个外套片，外套片焊接形成正方形空腔结构，在外套片的轴心上设置有内固定环，在外套片内侧设置有四根加热棒束，加热棒束通过相邻的两个外套片与内固定环相切固定；外套片的外侧通过等距片固定在流道侧壁上。本发明够产生转动，使得加热产生合理的扰动，避免出现局部的烧毁，整体结构合理，适宜于棒束燃料组件的水工实验，具有较强的可代替性，而且成本很低，相对于格架本身而言，成本仅为20%左右，保证了定位的可靠性。

Description

一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构
技术领域
本发明涉及反应堆热工水力实验领域，具体是一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构。
背景技术
水冷核动力反应堆中，锆合金被用作核燃料元件包壳材料。反应堆运行时元件芯体燃料会释放出放射性裂变气体，其中裂变产物碘（I）与应力的作用会导致锆合金包壳材料发生应力腐蚀开裂（SCC），该现象称为碘致应力腐蚀开裂（I-SCC），在I-SCC情况下锆合金包壳会产生裂纹使其塑性降低，进而引起锆包壳的脆断破损、导致放射性物质外泄，可能造成重大的安全隐患。
棒束燃料组件在核电站和核动力系统中得到了广泛的应用，为了测定组件的摩阻系数、传热系数、格架特性、子通道交混特性以便满足设计和安审要求，必须开展相关的实验研究，对应的实验本体即棒束实验本体。原型燃料组件的定位格架除了具有定位功能，一般带有搅混翼以便改良燃料组件的热工水力性能，实验时一般需要设置相应的定位格架。由于原型定位格架的复杂性，不仅加工难度很大、而且费用极其昂贵，使得实验本体的加工难度大大增加。
发明内容
本发明的目的在于提供应用于一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，解决目前的棒束燃料组件在试验中的定位困难、成本高的问题，达到保持实验性能的同时，简化结构的目的。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，包括四个外套片，外套片焊接形成正方形空腔结构，在外套片的轴心上设置有内固定环，在外套片内侧设置有四根加热棒束，加热棒束通过相邻的两个外套片与内固定环相切固定；外套片的外侧通过等距片固定在流道侧壁上。本发明的排列棒束定位结构中，内固定环与外套片形成稳定的固定结构，加热棒束通过相邻的两个外套片与内固定环相切固定，从而使得加热棒束保持相对稳定，同时又能够产生转动，使得加热产生合理的扰动，避免出现局部的烧毁，整体结构合理，适宜于棒束燃料组件的水工实验，具有较强的可代替性，而且成本很低，相对于格架本身而言，成本仅为20%左右，保证了定位的可靠性。
所述的外套片包括一对长片和一对短片，短片垂直焊接在一对长片之间。通过长短外套片的组合，使得短片的两端均处于平行焊接为情况，其焊接强度和稳固性好于同样长度的外套片依次焊接的结构。
所述的外套片上设置有插孔，等距片上设置有与插孔相匹配的卡块，卡块与插孔匹配连接并焊接固定。通过在外套片上设置插孔，利用卡块与插孔的配合提高等距片与外套片之间的稳定关系，避免出现扰动时的变形，避免了加热棒束的倾斜，使得加热更加均匀。
所述的卡块的长度为L，等距片的长度为h，且L：h=1:2～3。经过申请人的多次反复试验和理论研究，得到了卡块长度L与等距片整体长度h之间的最佳比例，在此比例范围内，具有较高的稳定性，也便于机加工成型。
所述外套片的高度为H，且h：H=3～4:5。同样的，经过多次的实验和理论研究，申请人找到了外套片的高度为H与等距片整体长度h之间的最佳比例，在此比例范围内，可以起到很好的固定效果，同时又不影响流道的通畅性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1本发明一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，内固定环与外套片形成稳定的固定结构，加热棒束通过相邻的两个外套片与内固定环相切固定，从而使得加热棒束保持相对稳定，同时又能够产生转动，使得加热产生合理的扰动，避免出现局部的烧毁，整体结构合理，适宜于棒束燃料组件的水工实验，具有较强的可代替性，而且成本很低，相对于格架本身而言，成本仅为20%左右，保证了定位的可靠性；
2本发明一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，通过在外套片上设置插孔，利用卡块与插孔的配合提高等距片与外套片之间的稳定关系，避免出现扰动时的变形，避免了加热棒束的倾斜，使得加热更加均匀；
3本发明一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，经过多次的实验和理论研究，申请人找到了外套片的高度为H与等距片整体长度h之间的最佳比例，在此比例范围内，可以起到很好的固定效果，同时又不影响流道的通畅性。
附图说明
图1为本发明横截面结构俯视图；
图2为本发明图1的主视图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1—外套片，2—内固定环，3—加热棒束，4—等距片，5—流道侧壁，6—卡块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1至2所示的原理图，一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，包括四个外套片1，共有4片，外套片1包括一对长片和一对短片，短片垂直焊接在一对长片之间；外套片1中部开设矩形插孔，其高度H应兼顾支撑强度和对流动的影响，不应太小或太大，可取20~40mm之间；厚度固定为0.5mm，从而尽量减小对流场的阻碍，外套片1焊接形成正方形空腔结构，在外套片1的轴心上设置有内固定环2，在外套片1内侧设置有四根加热棒束3，加热棒束3通过相邻的两个外套片1与内固定环5相切固定；外套片1的外侧通过等距片4固定在流道侧壁5上；等距片4上设置有与插孔相匹配的卡块6，卡块6与插孔匹配连接并焊接固定；卡块6的长度为L，等距片4的长度为h，且L：h=1:2～3；外套片1的高度为H，且h：H=3～4:5。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，其特征在于：包括四个外套片（1），外套片（1）焊接形成正方形空腔结构，在外套片（1）的轴心上设置有内固定环（2），在外套片（1）内侧设置有四根加热棒束（3），加热棒束（3）通过相邻的两个外套片（1）与内固定环（2）相切固定；外套片（1）的外侧通过等距片（4）固定在流道侧壁（5）上；所述的外套片（1）包括一对长片和一对短片，短片垂直焊接在一对长片之间；所述的外套片（1）上设置有插孔，等距片（4）上设置有与插孔相匹配的卡块（6），卡块（6）与插孔匹配连接并焊接固定。
2.根据权利要求1所述的一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，其特征在于：所述的卡块（6）的长度为L，等距片（4）的长度为h，且L：h=1:2～3。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的一种反应堆热工水力实验的排列棒束定位结构，其特征在于：所述外套片（1）的高度为H，且h：H=3～4:5。
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