CN112243486A - 核反应堆燃料组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及原子能工程，更具体地说，涉及压水核反应堆燃料组件。一种核反应堆燃料组件，包括安装在由导向通道和间隔栅格形成的框架中燃料元件束、底部喷嘴、包括顶部罩的可拆卸头部、支撑元件和弹簧。可拆卸头部的顶部罩是具有与弹簧相互作用的刚性紧固板的管的形式，支撑元是相对于顶部罩的管同轴布置的管的形式，具有所需的安装间隙，并且在部具有与弹簧相互作用的凸台，并且在上部具有与顶部罩的管相互作用的动件。顶部罩的板包含与支撑元件的每个凸台相对的开口，开口的形状对应于支撑元件的凸台的形状。还提供了燃料组件的实施例。本发明可以改变供压缩燃料组件功能的可拆卸头的设计，并在可拆卸头的轴向尺寸减小的况下消除控制元件的能量下降。

Description

核反应堆燃料组件
本发明涉及核电，即压水核反应堆燃料组件。
已知的核反应堆燃料组件(原型；什梅列夫·V·D，德拉古诺夫·Y·G等人；核电站用压水反应堆活性区，莫斯科：“科学院书“出版和图书销售中心，2004年，第13页，图6.18号)，包括燃料元件束，安装在由导槽和定位隔架组成的构架内，以及尾端、可拆卸端头。可拆卸端头包括上下外壳、支承压力板、弹簧、夹头管。夹头管的下端固定在导槽上，上端穿过压力板和上外壳板上的孔，端部设有止动衬套。同时，当头部工作时，调节装置可位于其上外壳内。
已知燃料组件的缺点是，当调节装置下降时，支承板沿着17个夹头管移动，夹头管一侧固定在导槽上，另一侧固定在上外壳板的孔中。为了避免滞住，必须在支承板和上外壳板上准确定位夹头管通过的孔。此外，此技术解决方案不允许在不改变燃料组件尺寸的情况下降低头部高度以增加燃料负荷。已知燃料组件的另一个缺点是，当头部被夹头固定在导槽上时，夹头管相对于上外壳板向上。这就需要选择上外壳的高度，这样夹头就不会与调节装置的元件相互作用，这是一个缺点，因为它会增加头部的高度，从而对燃料组件的铀含量产生负面影响。
本发明的目的是开发一种在保持外形尺寸的同时增加铀容量的燃料组件的设计。
本发明的目的是减小燃料组件头部的轴向尺寸，从而能够增加燃料柱的高度。
本发明的技术成果是可拆卸端头的设计进行了改变，可拆卸端头提供压紧燃料组件的功能，通过减小可拆卸端头的轴向尺寸来阻尼调节装置的下降能量。
核反应堆燃料组件包括安装在由导槽2和定位隔架3组成的构架内的燃料元件束1，尾端4，具有上外壳6、支撑元件7、弹簧8的可拆卸端头5，从而确保了本发明目的的实现。新的是，可拆卸端头5的上外壳6以管道9的形式制成的，管道9上有一个与弹簧8相互作用的刚性固定板10；支撑元件7以管道11的形式制成，该管道11与具有所需安装间隙12的上外壳6的管道9同轴，在下部具有与弹簧8相互作用的凸台13，在上部具有与上外壳6的管道9相互作用的支架14，同时，在支撑元件7的每个凸台13相对的上外壳6板10上开孔15，孔15的形状与支撑元件7的凸台13的形状相对应，同时，上外壳6板10孔15板孔与凸台13平面间隙不小于支撑元件7管道11与上外壳6管道9的安装间隙。
根据选项，核反应堆燃料组件包括具有上外壳6、板16、夹头元件17的可拆卸端头。新的是，夹头元件17由同轴定位的下管18和牢固固定在板16中的上管19以及上外壳6组成，同时，在上管19的内表面和下管18的外表面上有相互作用的支撑面20。
本发明的实质通过附图说明，附图显示：
图1：核反应堆燃料组件；
图2：核反应堆燃料组件可拆卸端头的垂直截面，显示调节装置变形时端头元件的位置；
图3：核反应堆燃料组件夹紧可拆卸端头的垂直截面；
图4：带有凸台的支撑元件；
图5：上外壳板；
图6：由上管和下管组成的夹头管的截面。
核反应堆燃料组件包括安装在由导槽2和定位隔架3组成的构架内的燃料元件束1，尾端4，具有上外壳6、支撑元件7、弹簧8的可拆卸端头5。可拆卸端头5的上外壳6以管道9的形式制成的，管道9上有一个与弹簧8相互作用的刚性固定板10；支撑元件7以管道11的形式制成，该管道11与具有所需安装间隙12的上外壳6的管道9同轴，在下部具有与弹簧8相互作用的凸台13，在上部具有与上外壳6的管道9相互作用的支架14，同时，在支撑元件7的每个凸台13相对的上外壳6板10上开孔15，孔15的形状与支撑元件7的凸台13的形状相对应，同时，上外壳6板10孔15板孔与凸台13平面间隙不小于支撑元件7管道11与上外壳6管道9的安装间隙。
根据选项，核反应堆燃料组件包括具有上外壳6、板16、夹头元件17的可拆卸端头。夹头元件17由同轴定位的下管18和牢固固定在板16中的上管19以及上外壳6组成，同时，在管19的内表面和下管18的外表面上有相互作用的支撑面20。
核反应堆燃料组件的工作原理如下。
核反应堆燃料组件可拆卸端头5的一部分弹簧8，其上端紧靠上外壳6的板10，与上外壳6刚性连接。弹簧8的另一部分的上端靠在支撑元件7的凸台13上。
安装在核反应堆中的带有可拆卸端头5的燃料组件被一块保护管(图中未显示)压缩。当燃料组件的端头5被压下时，支撑元件7连同端头5上外壳6和板10一起向下移动，压缩燃料组件弹簧块的所有弹簧8。弹簧8产生的力确保燃料组件不会在所有操作模式下浮动。
当紧急保护启动时，调节装置16的结构元件与上外壳6板10相互作用，将其向下推。调节装置21的下降能量由弹簧8直接与上外壳6板10相互作用吸收。紧靠支撑元件7凸台13的弹簧8保持静止，因为在支撑元件7凸台13进入的上外壳6板10中存在切口。这样，当紧急保护启动时，保证了核反应堆燃料组件固定在反应堆保护管块的板上。
根据选项，夹头元件17是分体式的，包括上管19和下管18，在管19的内表面和下管18的外表面上有支撑面20。同时，夹头元件17的上管19与端头上外壳6板16刚性连接(例如通过焊接)。
初始预压缩弹簧与夹头元件17同轴安装，并在夹头元件17的上管19和下管18上产生力。由于这个力，当端头未被压缩时，夹头元件17的上管19和下管18沿着其上制作的支撑面20相互挤压。这些支撑面20的相对位置以及上管19和下管18的尺寸，考虑到上管19与板16和端头上外壳6的刚性连接，决定了上下外壳板之间的最大距离，即燃料组件空载端头的整体垂直尺寸(图中未显示)和端头弹簧块的初步压缩。
安装在核反应堆中的带有可拆卸端头的燃料组件被核反应堆的内部构件压缩。当燃料组件的端头被压下时，端头的上外壳6连同板16和与其相连的夹头元件的上管19一起向下移动，它们沿着下夹头管18移动，同时，在上管19支架20和下夹头管18支架20之间形成间隙。弹簧的上端紧靠板16，下端通过特殊的套筒进入夹头元件17下管18的下部突出部分。每个导槽(图中未显示)延伸到夹头元件17的相应下管18中，并紧靠支架20，燃料组件的压力通过支架传递到导槽。当燃料组件的端头被压下时，板16和导槽上端之间的距离减小，下部夹头管18靠在上面，因此弹簧块的弹簧额外(过度)压缩，单个导槽的压力增加。
当紧急保护启动时，调节装置21的结构元件与上外壳6板16相互作用。调节装置21的下降能量由弹簧直接与上外壳6板16相互作用吸收。上外壳6和夹头元件的上管19移动，弹簧被压缩，通过下夹头管18和导槽增加负载，与按下燃料组件时相同。
在水-水型动力反应堆上使用所提出的解决方案是最有利的。

Claims (2)

1.核反应堆燃料组件，包括安装在由导槽2和定位隔架3组成的构架内的燃料元件束1，尾端4，具有上外壳6、支撑元件7、弹簧8的可拆卸端头5，其特征在于：可拆卸端头5的上外壳6以管道9的形式制成的，管道9上有一个与弹簧8相互作用的刚性固定板10；支撑元件7以管道11的形式制成，该管道11与具有所需安装间隙12的上外壳6的管道9同轴，在下部具有与弹簧8相互作用的凸台13，在上部具有与上外壳6的管道9相互作用的支架14，同时，在支撑元件7的每个凸台13相对的上外壳6板10上开孔15，孔15的形状与支撑元件7的凸台13的形状相对应，同时，上外壳6板10孔15板孔与凸台13平面间隙不小于支撑元件7管道11与上外壳6管道9的安装间隙。
2.核反应堆燃料组件，包括具有上外壳6、板16、夹头元件17的可拆卸端头5，其特征在于：夹头元件17由同轴定位的下管18和牢固固定在板16中的上管19以及上外壳16组成，同时，在上管19的内表面和下管18的外表面上有相互作用的支撑面20。
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