CN117642828A - 竖向弹簧、格架及燃料组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竖向弹簧、格架及燃料组件，竖向弹簧形成在格架的条带上并位于格架的栅元内，所述竖向弹簧包括向所述栅元的中心方向凸起的板条、至少一个设置在所述板条上的导流孔；所述导流孔贯穿所述板条的相对两个表面。本发明的竖向弹簧，形成在格架的条带上并位于格架的栅元内，其中通过在竖向弹簧的板条上开设导流孔，利用导流孔将流到燃料棒与板条之间的三角区域的流体进行引流，避免流体汇集在板条和燃料棒的接触点附近，减少因竖向弹簧引起的流动横向扰动，解决了现有技术方案中因格架弹簧引起的压降过大问题。
Description
本发明涉及核燃料组件技术领域，尤其涉及一种竖向弹簧、格架及燃料组件。
现有燃料组件的格架中，单个栅元内部横向空间不够，此方向的弹簧不能提供足够柔度；弹簧竖向布置可以充分利用了格架的条带高度，产生足够的柔度，同时该设计也具有拉棒优势。但是，在使用过程中，现有的竖向弹簧布置容易产生额外的压降（燃料棒与弹簧在此形成一个三角区，被迫的横向流动扰动区域远大于（弹簧）自身投影区域，同时冷却剂流速（约4m/s）放大了这种效应），同时此处产生的扰流对格架振动贡献不小，不利于燃料棒的包壳完整性。
本发明要解决的技术问题在于，提供一种减少因弹簧引起的流动横向扰动的竖向弹簧、格架及燃料组件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种格架，包括由多个条带相互交叉形成的多个栅元、竖向设置在所述栅元的内壁面上的竖向弹簧；
所述竖向弹簧包括向所述栅元的中心方向凸起的板条、至少一个设置在所述板条上并贯穿所述板条的相对两个表面的导流孔；
所述板条包括位于凸起最高处且用于与燃料棒接触的抵接部、分别连接在所述抵接部相对两端和条带之间的两个连接部；所述导流孔位于至少一个所述连接部上并靠近或延伸至所述抵接部，将汇集到燃料棒和连接部之间的三角区域内的流体进行引流;
所述连接部对应在所述导流孔外围的相对两侧边向外凸出，以保持其强度。
优选地，在所述板条的长度方向上，所述抵接部位于板条的中部段；一所述连接部沿着板条的长度方向延伸并以一端连接所述抵接部，相对另一端形成一个支点且连接在所述条带上；另一所述连接部以一端连接所述抵接部，相对另一端形成至少一个支点且连接在所述条带上。
本发明还提供一种竖向弹簧，形成在格架的条带上并位于格架的栅元内，所述竖向弹簧包括向所述栅元的中心方向凸起的板条、至少一个设置在所述板条上的导流孔；所述导流孔贯穿所述板条的相对两个表面。
优选地，所述板条包括位于凸起最高处且用于与燃料棒接触的抵接部、分别连接在所述抵接部相对两端和条带之间的两个连接部；所述导流孔设置在至少一个所述连接部上并靠近或延伸至所述抵接部。
优选地，在所述板条的长度方向上，所述抵接部位于板条的中部段；一所述连接部沿着板条的长度方向延伸并以一端连接所述抵接部，相对另一端形成一个支点且连接在所述条带上；另一所述连接部以一端连接所述抵接部，相对另一端形成至少一个支点且连接在所述条带上。
优选地，所述连接部对应在所述导流孔外围的相对两侧边向外凸出。
优选地，所述导流孔为圆形孔、椭圆形孔、多边形孔或带圆角的矩形孔。
本发明还提供另一种格架，包括由多个条带相互交叉形成的多个栅元、设置在所述栅元的内壁面上的竖向弹簧；
所述竖向弹簧包括向所述栅元的中心方向凸起的板条、至少一个设置在所述板条上的导流孔；所述导流孔贯穿所述板条的相对两个表面。
优选地，所述板条包括位于凸起最高处且用于与燃料棒接触的抵接部、分别连接在所述抵接部相对两端和条带之间的两个连接部；所述导流孔设置在至少一个所述连接部上并靠近或延伸至所述抵接部。
优选地，所述格架还包括设置在所述栅元的内壁面上的刚凸组。
优选地，所述刚凸组包括上下间隔的第一刚凸和第二刚凸；所述竖向弹簧位于所述第一刚凸和第二刚凸之间。
优选地，所述格架还包括设置在所述条带上并倾斜朝向所述栅元内的搅混翼。
本发明还提供一种燃料组件，包括以上任一项所述的格架。
本发明的有益效果：本发明的竖向弹簧，形成在格架的条带上并位于格架的栅元内，其中通过在竖向弹簧的板条上开设导流孔，利用导流孔将流到燃料棒与板条之间的三角区域的流体进行引流，避免流体汇集在板条和燃料棒的接触点附近，减少因竖向弹簧引起的流动横向扰动，解决了现有技术方案中因格架弹簧引起的压降过大问题。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明第一实施例的竖向弹簧的格架的结构示意图；
图2是图1所示格架与燃料棒的配合结构示意图；
图3本发明第二实施例的竖向弹簧的格架的结构示意图；
图4本发明第三实施例的竖向弹簧的格架的结构示意图；
图5本发明第四实施例的竖向弹簧的格架的结构示意图。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考看图1、2，本发明的格架，包括由多个条带10相互交叉形成的多个栅元、设置在栅元的内壁面上的竖向弹簧20。
其中，竖向弹簧20形成在条带10上并位于栅元内，用于对穿过栅元的燃料棒30形成弹性抵接，固定燃料棒30。
竖向弹簧20可以在条带10上冲制形成，降低制造成本。或者，竖向弹簧20单独制造并固定至条带10上。
竖向弹簧20进一步可包括向栅元的中心方向凸起的板条21、至少一个设置在板条21上的导流孔22。该竖向弹簧20通过板条21的凸起部分对燃料棒30进行弹性抵接；导流孔22贯穿板条21的相对两个表面，也连通两个表面侧对应的栅元内、外空间，从而也将流到燃料棒30与板条21之间的三角区域100的流体进行引流，使流体不会汇集在板条21与燃料棒30的接触点附近。
导流孔22的中心与板条21的中心线重合。
具体地，板条21包括位于凸起最高处且用于与燃料棒30接触的抵接部211、分别连接在抵接部211相对两端和条带10之间的两个连接部212。板条21的凸起设置可以是弧形凸起，也可以是弯折凸起。对于弧形凸起，抵接部211也呈弧形，两个连接部212也呈弧形并一体连接在抵接部211的相对两端。对于弯折凸起，抵接部211可呈平板状并与板条21所在条带10相间隔，两个连接部212分别倾斜连接在抵接部211的相对两端。
在一些实施例中，参考图1，板条21整体为一条状板结构。在板条21 的长度方向上，抵接部211位于该板条21的中部段；每一个连接部212沿着板条21的长度方向延伸并以一端连接抵接部211，每一个连接部212的相对另一端（不分叉）形成一个支点且连接在条带10上。抵接部211的中心线、连接部212的中心线与板条21的中心线重合。
在另一些实施例中，在板条21 的长度方向上，抵接部211位于板条21的中部段；一连接部212沿着板条21的长度方向延伸并以一端连接抵接部211，相对另一端（不分叉）形成一个支点且连接在条带10上；另一连接部212以一端连接抵接部211，相对另一端形成至少一个支点（如两个或以上）且连接在条带10上。对于另一端形成两个支点连接在条带10上的连接部212，该连接部212的该另一端通过分端设置形成两个支脚，两个支脚即形成两个支点分别连接在条带10上。两个支脚可以呈一定夹角或者在一直线上，使得连接部212整体呈Y形或T形，进而整个板条21可呈Y形或T形。燃料棒30与板条21之间的三角区域100主要位于燃料棒30与相对的连接部212之间，对应地，导流孔22设置在至少一个连接部212上并靠近或延伸至抵接部211，实现更好的排流。
如图1所示，在竖向弹簧20的第一实施例中，导流孔22设置在一个连接部212上并靠近或延伸至抵接部211。导流孔22可以是圆形孔，还可以是椭圆形孔、四边形孔等多边形孔或者带圆角的矩形孔。
如图3所示，在竖向弹簧20的第二实施例中，为不降低竖向弹簧20的刚度，板条21上对应导流孔22的位置宽度增大设置，使得在开设导流孔22后，连接部212对应在导流孔22外围的相对两侧边向外凸出，保持连接部212的强度；导流孔22所在位置的板条部分整体宽度不减小或者减小较微，并且在竖向弹簧20的中心线上，保证了燃料棒与竖向弹簧20的接触。
如图4所示，在竖向弹簧20的第三实施例中，板条21的两个连接部212上分别设有导流孔22。导流孔22可以是如图所示的圆形孔，还可以是椭圆形孔、四边形孔等多边形孔或者带圆角的矩形孔。
如图5所示，在竖向弹簧20的第四实施例中，板条21的两个连接部212上分别设有导流孔22。导流孔22可以是如图所示的椭圆形孔，还可以是圆形孔、四边形孔等多边形孔。本实施例中，连接部212对应在导流孔22外围的相对两侧边向外凸出，确保竖向弹簧20的刚度。
进一步地，本发明的格架还包括设置在栅元的内壁面上的刚凸组。刚凸组一体形成在条带上。
如图1、3、4、5所示，刚凸组可包括上下间隔的第一刚凸41和第二刚凸42；竖向弹簧20位于第一刚凸41和第二刚凸42之间。相对于竖向弹簧20，第一刚凸41和第二刚凸42在栅元内横向设置，配合竖向弹簧20将穿过栅元的燃料棒进行夹持固定。
本发明的格架还可包括设置在条带10上并倾斜朝向栅元内的搅混翼（未图示），对流体进行搅混。搅混翼的倾斜方向为顺时针或逆时针。
本发明的格架可以是单金属格架，也可以是双金属格架。
本发明的格架应用于燃料组件中，多个格架上下间隔分布，配合上管座和下管座形成燃料组件的骨架，数个燃料棒轴向穿过格架，通过格架栅元中竖向弹簧20和刚凸组对其进行夹持固定。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (13)
- 一种格架，其特征在于，包括由多个条带相互交叉形成的多个栅元、竖向设置在所述栅元的内壁面上的竖向弹簧；所述竖向弹簧包括向所述栅元的中心方向凸起的板条、至少一个设置在所述板条上并贯穿所述板条的相对两个表面的导流孔；所述板条包括位于凸起最高处且用于与燃料棒接触的抵接部、分别连接在所述抵接部相对两端和条带之间的两个连接部；所述导流孔位于至少一个所述连接部上并靠近或延伸至所述抵接部，将汇集到燃料棒和连接部之间的三角区域内的流体进行引流；所述连接部对应在所述导流孔外围的相对两侧边向外凸出，以保持其强度。
- 根据权利要求1所述的格架，其特征在于，在所述板条的长度方向上，所述抵接部位于板条的中部段；一所述连接部沿着板条的长度方向延伸并以一端连接所述抵接部，相对另一端形成一个支点且连接在所述条带上；另一所述连接部以一端连接所述抵接部，相对另一端形成至少一个支点且连接在所述条带上。
- 一种竖向弹簧，其特征在于，形成在格架的条带上并位于格架的栅元内，所述竖向弹簧包括向所述栅元的中心方向凸起的板条、至少一个设置在所述板条上的导流孔；所述导流孔贯穿所述板条的相对两个表面。
- 根据权利要求3所述的竖向弹簧，其特征在于，所述板条包括位于凸起最高处且用于与燃料棒接触的抵接部、分别连接在所述抵接部相对两端和条带之间的两个连接部；所述导流孔设置在至少一个所述连接部上并靠近或延伸至所述抵接部。
- 根据权利要求4所述的竖向弹簧，其特征在于，在所述板条的长度方向上，所述抵接部位于板条的中部段；一所述连接部沿着板条的长度方向延伸并以一端连接所述抵接部，相对另一端形成一个支点且连接在所述条带上；另一所述连接部以一端连接所述抵接部，相对另一端形成至少一个支点且连接在所述条带上。
- 根据权利要求4所述的竖向弹簧，其特征在于，所述连接部对应在所述导流孔外围的相对两侧边向外凸出。
- 根据权利要求3所述的竖向弹簧，其特征在于，所述导流孔为圆形孔、椭圆形孔、多边形孔或带圆角的矩形孔。
- 一种格架，其特征在于，包括由多个条带相互交叉形成的多个栅元和权利要求3所述的竖向弹簧，所述竖向弹簧设置在所述栅元的内壁面上。
- 根据权利要求8所述的格架，其特征在于，所述板条包括位于凸起最高处且用于与燃料棒接触的抵接部、分别连接在所述抵接部相对两端和条带之间的两个连接部；所述导流孔设置在至少一个所述连接部上并靠近或延伸至所述抵接部。
- 根据权利要求8所述的格架，其特征在于，所述格架还包括设置在所述栅元的内壁面上的刚凸组。
- 根据权利要求10所述的格架，其特征在于，所述刚凸组包括上下间隔的第一刚凸和第二刚凸；所述竖向弹簧位于所述第一刚凸和第二刚凸之间。
- 根据权利要求8-11任一项所述的格架，其特征在于，所述格架还包括设置在所述条带上并倾斜朝向所述栅元内的搅混翼。
- 一种燃料组件，其特征在于，包括权利要求1或权利要求8-11任一项所述的格架。
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