CN106997786B - 一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，其为矩形结构，包括定位栅格侧壁；每个定位栅格侧壁上纵向设有两个刚凸；所述两个刚凸之间设有新型弹簧；所述新型弹簧由至少两级弹簧组成。本发明提供的带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，能够降低弹簧对燃料棒的振动磨蚀，提升燃料组件整体安全性，有效防止拉棒时定位栅格弹簧对燃料棒表面产生刮伤。

Description

一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格
技术领域
一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格
背景技术
目前，国际上的压水堆燃料组件栅格通常为刚性支撑与弹簧支撑配合夹持燃料棒，这种栅格每个栅格四面侧壁上共有2个弹簧和2对刚凸(刚性支撑) 向内凸起，每个弹簧和对面的栅格壁上一对刚凸对配合，弹簧提供夹持力，刚凸提供支撑，二者夹持燃料棒达到定位目的。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格。
带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格为矩形结构，包括定位栅格侧壁；每个定位栅格侧壁上纵向设有两个刚凸；所述两个刚凸之间设有新型弹簧；所述新型弹簧由至少两级弹簧组成。
优选地，第一级弹簧横向或倾斜布置，横向两端与定位栅格侧壁相连，中间拱起，形成拱形；
优选地，所述拱形顶面形状与第二级弹簧布置相配合，第一级弹簧高度低于第二级弹簧，以防止燃料棒拉棒时与第一级弹簧开槽切边边缘接触而划伤燃料棒表面。
优选地，第二级弹簧设置两个弹簧面，所述两个弹簧面平行或对称纵向布置，所述两弹簧面两端均于第一级弹簧的拱形顶面连接，中间部分拱起，高于第一级弹簧，并保持一段平面，以提供与燃料棒的接触面，为燃料棒提供夹持力。
优选地，燃料棒拉棒时与第二级弹簧接触，第二级弹簧纵向布置的方向无锐边与燃料棒接触，可以防止燃料棒刮伤。
优选地，每个栅格具有4个定位栅格侧壁依次首尾连接围成矩形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，采用新型弹簧，该新型弹簧为纵向布置的II型弹簧，单个弹簧通过两个面夹持燃料棒，在不对压降产生过大影响的前提下，有效增加了燃料棒与弹簧的接触面积，并通过多方向夹持限制燃料棒自由度，可有效减轻燃料棒的磨损。另一方面该弹簧为纵向布置，开槽切边边缘不与燃料棒接触，可以防止燃料棒装载时刮伤燃料棒表面。
2、本发明提供的带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，能够降低弹簧对燃料棒的振动磨蚀，提升燃料组件整体安全性，有效防止拉棒时定位栅格弹簧对燃料棒表面产生刮伤。
附图说明
图1为本发明提供的带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格的示意图。
图2为本发明提供的定位栅格侧壁的示意图。
图3为本发明提供的定位栅格弹簧正视图。
图4为本发明提供的定位栅格弹簧俯视图。
图5为本发明提供的定位栅格弹簧侧视图。
图6为本发明提供的另一种定位栅格的弹簧。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
燃料组件是核反应堆堆芯的关键部件，它产生热量并将此热能传递给冷却剂。燃料组件的性能直接影响反应堆的安全性和经济性。
燃料组件由一定数目的燃料棒在燃料组件骨架中按一定方式排列形成。每个燃料组件骨架上有若干个定位栅格，沿轴向间隔布置。定位栅格是由金属条带相互焊接构成的方形栅格结构，其藉助每个栅格中的刚性支撑和弹簧组成的六个触点来夹持燃料棒，为燃料棒定位。
燃料组件热能由燃料棒产生，燃料棒为细长棒状结构，主要由外部管状包壳包覆若干圆柱芯块构成。燃料棒沿轴向贯穿燃料组件，通过定位栅格进行轴向和横向定位。燃料组件组装时，燃料棒穿过定位栅格的栅格，压缩定位栅格侧壁弹簧和刚凸产生横向夹持力。燃料棒通过该夹持力定位在燃料组件内部。同时，定位栅格对燃料棒还具有一定的保护作用。定位栅格弹簧通常应具备以下特点：
1.具备适当的夹持力，确保运行期内燃料棒能够定位在燃料组件内部；防止燃料棒过度弯曲，造成相邻燃料棒间冷却剂流道减小，DNB(偏离泡核沸腾) 裕量下降；抑制燃料棒的流致振动。
2.弹簧应和燃料棒之间具有较充分且稳定的接触，防止长期的流致振动导致弹簧对燃料棒包壳产生磨蚀。
弹簧及整个定位栅格具有足够的强度，并在燃料棒装载后保持合理的应力状态，防止出现永久性变形、断裂、疲劳失效或应力腐蚀开裂。
如图1-6所示，带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格为矩形结构，包括定位栅格侧壁1；每个定位栅格侧壁1上纵向设有两个刚凸2；所述两个刚凸2之间设有新型弹簧3；所述新型弹簧由至少两级弹簧组成。第一级弹簧31 横向或倾斜布置，横向两端与定位栅格侧壁1相连，中间拱起，形成拱形；所述拱形顶面形状与第二级弹簧32布置相配合，第一级弹簧高31度低于第二级弹簧32，以防止燃料棒拉棒时与第一级弹簧开槽切边边缘接触而划伤燃料棒表面。第二级弹簧32设置两个弹簧面，所述两个弹簧面平行或对称纵向布置，所述两弹簧面两端均于第一级弹簧31的拱形顶面连接，中间部分拱起，高于第一级弹簧31，并保持一段平面，以提供与燃料棒的接触面，为燃料棒提供夹持力。燃料棒拉棒时与第二级弹簧32接触，第二级弹簧32纵向布置的方向无锐边与燃料棒接触，可以防止燃料棒刮伤。每个栅格具有4个定位栅格侧壁1依次首尾连接围成矩形。
如图2所示弹簧整体呈II型，在侧壁上部和下部各设置一个第一级弹簧 (3)，第一级弹簧(3)横向或倾斜布置，图中示例为横向布置。倾斜布置时，每一级弹簧开槽5切边呈V型如图6所示。如图3所示第一级弹簧两端与栅格侧壁相连，根部通过圆角过渡，中间部分抬起，并配合第二级弹簧的布置设置为相应形状，为第二级弹簧的连接提供支点。第一级弹簧高度低于第二级弹簧，以避免燃料棒拉棒过程中与其边缘接触产生刮伤。第一级弹簧采用横向布置的方式还可降低弹簧引起的压降。
如图3所示第二级弹簧高度高于第一级弹簧，第二级弹簧设置两个弹簧面，两个弹簧面呈II型布置，分别从两侧夹紧燃料棒。本实施例中，弹簧面为矩形，也可为其它形状。两个弹簧面两端分别与两个第一级弹簧(3)相连，通过圆角过渡，中间部分抬高。如图5所示，第二级弹簧(4)中间抬高部分保持较长直线段，提供与燃料棒的较长接触长度。双侧夹紧和较长的接触长度均可减轻燃料棒的磨蚀。
如图6所示本专利的其它实施例，第一级弹簧横向布置，第二级弹簧两弹簧面合并为一个大弹簧面，大弹簧面设计为圆弧形，圆弧与燃料棒同心，半径与燃料棒半径相配，大弹簧面有效增加了弹簧与燃料棒接触面积，同样可起到减轻燃料棒磨蚀的作用。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，采用新型弹簧，该新型弹簧为纵向布置的II型弹簧，单个弹簧通过两个面夹持燃料棒，在不对压降产生过大影响的前提下，有效增加了燃料棒与弹簧的接触面积，并通过多方向夹持限制燃料棒自由度，可有效减轻燃料棒的磨损。另一方面该弹簧为纵向布置，开槽切边边缘不与燃料棒接触，可以防止燃料棒装载时刮伤燃料棒表面。
2、本实施例提供的带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，能够降低弹簧对燃料棒的振动磨蚀，提升燃料组件整体安全性，有效防止拉棒时定位栅格弹簧对燃料棒表面产生刮伤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，其特征在于，为矩形结构，包括定位栅格侧壁；每个定位栅格侧壁上纵向设有两个刚凸；所述两个刚凸之间设有新型弹簧；所述新型弹簧由至少两级弹簧组成；
第一级弹簧横向或倾斜布置，横向两端与定位栅格侧壁相连，中间拱起，形成拱形；第二级弹簧设置两个弹簧面，所述两个弹簧面平行或对称纵向布置，所述两弹簧面两端均于第一级弹簧的拱形顶面连接，中间部分拱起，高于第一级弹簧，并保持一段平面，以提供与燃料棒的接触面，为燃料棒提供夹持力；
所述拱形顶面形状与第二级弹簧布置相配合，第一级弹簧高度低于第二级弹簧，以防止燃料棒拉棒时与第一级弹簧开槽切边边缘接触而划伤燃料棒表面；燃料棒拉棒时与第二级弹簧接触，第二级弹簧纵向布置的方向无锐边与燃料棒接触，可以防止燃料棒刮伤。
2.根据权利要求1所述的一种带有多线性支撑弹簧的增强抗磨蚀性能栅格，其特征在于，每个栅格具有4个定位栅格侧壁依次首尾连接围成矩形。
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