CN1232571A - 带有导管的核燃料装配构架及其制造方法 - Google Patents

带有导管的核燃料装配构架及其制造方法 Download PDF

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Abstract

带有导管的核燃料装配构架,及一种制造这样一个构架的方法。这个构架具有靠导管(16)连接的顶嘴和底嘴(10),导管( 16)设计成可容纳控制棒束,每个导管在其底部都有一个燃料管(20),每个上述导管都有一个压在底嘴(10)上且开有一个让固定螺钉(26)穿过的孔的底塞(22),燃料管(20)包括一个压在导管塞(22)上的底塞(28),且在该点上,两塞(22,28)的相对的面上有相互配合的轴向突出,用以一旦上述螺钉(26)拧入燃料管塞(28)中的螺孔(32)时,锁住两塞避免相对转动。

Description

带有导管的核燃料装配构架及其制造方法
本发明涉及核燃料装配构架，此构架具有靠导管连接的一个顶嘴和一个底嘴，导管用于容纳控制棒束，且这些构架通常具有固定在其上的，用于横向支撑和/或固定燃料棒的格栅。
通常，每个导管底部都设计成在棒快到其底部位置时，对其下降进行液力制动。为此目的，导管底部做成某种形状以阻止被棒排开的冷却液流。有几种解决方法。其中之一是在靠近导管底部的一个部分减小其内径。本发明特别涉及另一种解决方法，按这种方法，导管底部含有一个具有一个底塞的，压在导管底端塞上的燃料管，底端塞又压在底嘴上。燃料管减小了冷却液可绕束棒通过的断面积。通常在用于把塞固定到底嘴上的螺钉的轴向，设置一个附加的缩小通路。
本发明特别试图提供一种构架，在这种构架中，管塞和导管装配件可靠地固定在管嘴上。
为此，本发明特别提供一种构架，在这种构架中，每个导管塞和每个相应的燃料管塞面对的部分都有相互配合的轴向凸出部以避免两管塞相对转动。
这消除了管塞之间相对转动的任何危险。每个燃料管塞中螺钉上的紧固扭矩都传递到导管塞从而到管嘴。相对转动通过一种可被称为强制的(positive)或“形状约束(shape-engagement)”的连接方式避免，而不是通过摩擦连接方式避免。
轴向凸出部可有多种形状。它们可以构成爪式离合。管塞之一可设一个插入另一管塞凹榫的径向凸榫。凸出部可由成套互补的齿牙构成。每个凸出部可超过180°延伸且呈半月形。
本发明无论燃料管多长都适用。它也可以很好地应用在燃料管顶端位于底格栅和紧在其上的格栅之间的装配中(如用于900MWe反应堆的)，以及燃料管终止于底部两格栅上方的装配中(如用于1300MWe反应堆的)。
本发明还提出一种安装装配构架的方法，该方法包括以下步骤：
制出组件，每个都由燃料管和带螺孔的底端塞构成，燃料管和塞固定在一起(例如，通过弯皱装入该塞的固向槽中)；
制出由导管组成的构架部件，每个部件都具有一个开出平滑轴向孔的底塞，这些管由焊于其上的格栅固定在一起；
组件插入相应的导管中形成密配合且有一定方向，以使燃料管和导管塞的面对凸出部分相互配合；
部件的一个底嘴通过螺钉固定在导管上，每一个螺钉都有一个压在该嘴上的钉头和一个穿过导管底塞并拧入燃料管塞螺孔的本体。
这种方法可以避免费力地用焊接将燃料管固定于导管，假定用点焊把三个同心单件固定在一起，即一个格栅套固定在一个导管上，而此导管又固定在燃料管上，这种焊接难以实现，而且几乎是不可能的。
上述的及其它的一些特性，通过阅读以下参照附图对本发明作为非限制性实例的具体实施例的描述将更加清楚，附图中：
图1是显示本发明一个实施例中，管嘴、两个底格栅和一个带有一个燃料管的导管的相对位置关系的放大图；
图2是显示一个导管底部和一个燃料管底部相对位置的局部剖开的透视图，所示的燃料管处在两塞相对配合之前的位置；
图3是图1中导管底部的剖面图；
图4是显示组装前的管塞的立面图，观看方向垂直于图3所在平面：
图5A和5B显示另一实施例中的一对管塞，分别为立面图和沿图5A中B-B的剖面图；和
图6是同图5A相似的显示另一实施例的图。
图1显示了当前通常应用的一种核燃料装置中底嘴10，两个格栅12和14，和一个导管16的相对位置。这些格栅有点焊于导管16之上的套管18。每个导管16的底部都有一个用来减少正截面的燃料管20，当控制束棒靠近其行程底部时，使进入该燃料管中。燃料管还会起到加强导管底部的作用。为使图1更清楚，用来将导管16和燃料管20固定到底嘴10上的装置未予表示。
在图2-4显示的本发明实施例中，导管16由一个焊于该管且具有一个锥形凸台的底塞22堵住，锥形凸台用于与底嘴10中相对应形状的凹部接合，从而使导管很好对中。贯穿导管管塞22开有一个圆滑的轴向孔24(见图3)，以使螺钉26本体通过，将其固定在底嘴10上。
燃料管20带有一个例如通过压制，永久固定于其上的底端塞28。为此目的，该塞具有一个固向环槽30(图4)，燃料管的薄壁嵌入其中。塞28制有轴向螺孔32，用来容纳螺钉26本体的螺纹端部。
螺钉26开有一标定的轴向孔，该孔直径的选取使棒落下时有理想缓冲效果之功能。螺钉头36压在底嘴10专门设置的一个凹槽的肩台上。为了防止螺钉旋转，螺钉头由一个薄的外缘部38延长，可以变形弯入专门设计的凹部。螺钉头可设沉口42以便容纳板手工具拧紧和松开螺钉。
对塞22和28提供了彼此配合的方法以防它们之间有相对转动。在图2至图4所示实例中，这些方法包括两个径向相对的轴向爪，这可被认为如同构造出一个凸榫44，被一个用来让螺钉26本体穿过的圆滑孔断开。
提供于导管塞22上的互补装置由限定凹榫46(图2)的两个凸块构成，被用来让螺钉26本体穿过的圆滑中心孔24断开。
在图5A和5B所示的不同实施例中，塞22和28通过一个单一的径向台肩互相压在一起。在每个塞中，这个台肩设计成半月形的延长或凸出。
在图6中配合装置由两套互相啮合的齿牙构成。齿牙倾斜得很陡(实践中大于45°)以抵御最初旋转燃料管塞28时作用于螺钉上的扭矩。
上述组件可按如下方法组装。
分构架首先制成由一个燃料管和一个底端塞组成的组件。
每个组件可这样制造，例如，把燃料管20接到燃料管塞28上直到与起止口作用的台肩相抵，然后将其压入该塞头的固向槽30。
分构架可用把格栅点焊到导管上，且可安装一个顶嘴到位的传统方法制造。
其后，装入各燃料管，直至压在相应导管塞22上为止。通过旋转燃料管，可得到一个适当位置，例如可使燃料管塞28的凸榫与相应的凹榫接合(图2至4)。在此阶段，燃料管可暂时固定到导管上以保持爪式离合器接合，例如，在点48处把燃料管薄壁局部地胀入导管薄壁(图3)。这种固定方式也使得完成以后的必要的现场检修操作成为可能。
据此，底嘴10被置于导管上，且螺钉36通常靠一个可以调整拧紧扭矩的工具掺入燃料管塞28。
本发明多种其它改型都是可以的，尤其燃料管可呈带有一个倒过角或如专利申请FR9608092中描述的端部的多种形状。

Claims (9)

1．一种核燃料装配构架，这个构架有一个靠导管(16)连接的顶嘴和底嘴(10)，导管(16)设计成可容纳控制棒束，且每个在其底端都有一个燃料管(20)，每个上述导管都有一个压在底嘴(10)上且开有一个让固定螺钉(26)穿过的孔的底塞(22)，其特征是，燃料管(20)包括一个压在导管塞(22)上的底塞(28)，且两塞(22,28)的相对的面上有相互配合的轴向突出，用以一旦上述螺钉(26)拧入燃料管塞(28)中的螺孔(32)时，锁住两塞避免其相对转动。
2．根据权利要求1的构架，其特征在于，上述突出构成一个爪式离合器。
3．根据权利要求1的构架，其特征在于，上述轴向突出包括在一个塞(28)上的凸杆(44)和在另一个塞上的径向凹榫(26)。
4．根据权利要求1的构架，其特征在于，上述突出构造为成套相啮合的齿牙。
5．根据权利要求1的构架，其特征在于，每个上述突出由一径向肩台限定。
6．根据权利要求1的构架，其特征在于，固定螺钉(26)包括一个压在底嘴一个沉孔内的钉头(36)，该钉头由一个可变形弯入沉孔内凹部(40)的外缘部(38)延长。
7．根据上述权利要求任一条的构架，其特征在于，导管装有格栅(12,14)，且所述燃料管延长到高于两个底格栅处。
8．一种装配核燃料装配构架的方法，该方法包括下列步骤：
制出组件，每个都由一个燃料管(20)，和一个带螺孔的端塞(28)构成，燃料管和塞相互固定；
制出由导管组成的构架部件，每个部件都具有一个开出平滑轴向孔的底塞，这些管由焊于其上的格栅装配在一起；
组件插入相应的导管中形成密配合且在一定方向以使燃料管和导管塞的面对凸出部分相互配合；
部件的一个底嘴通过螺钉固定在导管上，每一个螺钉都有一个压在该嘴上的钉头和一个穿过导管底塞并拧入燃料管塞螺孔的本体。
9．根据权利要求8的方法，其特征在于，燃料管靠压入燃料管塞的固向环槽与其相互固定。
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