CN1619707A - 用于压水反应堆的燃料组件的异物过滤器 - Google Patents

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CN1619707A CNA2004100922975A CN200410092297A CN1619707A CN 1619707 A CN1619707 A CN 1619707A CN A2004100922975 A CNA2004100922975 A CN A2004100922975A CN 200410092297 A CN200410092297 A CN 200410092297A CN 1619707 A CN1619707 A CN 1619707A
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Abstract

一种在核反应堆的DFBN和下部栅格之间提供的异物过滤器，其特征在于，两个邻近的薄条带组装成了网格形式，能够在燃料组件的整个使用寿命期间都能获得期望的异物捕捉效果，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此。

Description

用于压水反应堆的燃料组件的异物过滤器
技术领域
本发明涉及一种压水反应堆中的燃料组件，特别是一种用作保护装置的异物过滤器，它能够阻挡异物以防止冷却剂中的异物进入燃料有效部分。
背景技术
图25是表示通常用在压水反应堆中的燃料组件的立体图。图26是表示了典型的核反应堆的剖视图。
燃料组件由下述部件构成：相互隔开的上部喷嘴1和下部喷嘴2；多个以预定间隔隔开并具有由条带构成网格空间的栅格3；以预定间隔插入网格空间的控制棒导向管(导向套管)4，它们由栅格3的紧固部件固定，并分别具有与上部喷嘴1和下部喷嘴2相连的上部和下部末端部分；和大量由栅格3的支撑部件弹性支撑的燃料棒5。在燃料棒5中，通过覆盖管道以及上部和下部塞子，燃料颗粒和弹簧被密封。带有端部塞子的管状插入件10与最下面的栅格相连，并且将导向套管4插入到插入件中，且导向套管4和下部喷嘴2相互连接。在导向套管处的网格空间部分被称为套管单元，在燃料棒处的网格空间部分被称为燃料棒单元。
喷嘴2直接设置在核反应堆的下部开口的上方，冷却剂从这里流向反应堆芯部上方的反应堆部分。从这方面看，如图27A和27B所示，下部喷嘴2具有大量用于使冷却剂流过的液流通道孔6。
在管道和冷却设备进行生产、安装和修理时，包括裂片和碎片，诸如金属颗粒、碎屑和薄片等多种异物会进入冷却剂，并且假设这些异物碎片在流入燃料组件内部后滞留在栅格3和燃料棒5的单元壁之间。由于冷却剂流动而使滞留的异物产生移动和振动，会导致燃料棒5的磨损以及覆盖管道的消除(刺穿覆盖管道)。这产生了有害后果，例如腐蚀燃料棒5以及不能在燃料棒5中保持放射性裂变气体物质(燃料泄漏)。
为了解决这一问题，作为第一种防止异物的装置，这里采用了一个防异物的下部喷嘴(下文称DFBN)以减少流入燃料组件的冷却剂中的异物碎片数量，减小冷却剂流经的液流通道孔的直径，并且，作为第二种防止异物的装置，将细长的固体下端塞子设置在最下面的栅格中，利用最下面栅格和细长燃料棒下端塞子部分之间的间隙。即，假设异物已经穿过构成第二防护装置的最下面栅格，也穿过位于下游侧的栅格，但不会产生燃料泄漏。
但是，从今以后，将改进燃料组件以提高燃烧率，并且由此使燃料棒的内部压力变得更苛刻，从而希望燃料棒下端塞子更短以保持内部压力，由此提高充气体积。
作为燃料棒辐射增长的结果，燃料棒向下移动，覆盖管道伸出最下面的栅格；由此，缩短燃料棒的下端塞子会产生一个问题，即由燃料棒下端塞子部分(固体部分)和最下面栅格之间的间隙(即第二防止异物装置)对异物碎片的捕捉性能并不能在燃料组件的整个使用寿命期间保持。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种异物过滤器，其中能够在燃料组件的整个使用寿命期间都能获得期望的异物捕捉效果，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此。
为了获得上述目的，在核反应堆的DFBN和下部栅格之间提供了一个异物过滤器，其特征在于，两个邻近的薄条带组装成了网格形式。附图说明
在附图中：
图1是根据实施例1所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图2是根据实施例2所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图3A、3B和3C是分别表示了根据实施例3所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图4A、4B和4C是分别表示了根据实施例4所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图5A和5B是分别表示了根据实施例5所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图6A、6B、6C、6D和6E是分别表示了根据实施例6所述的异物过滤器的内部条带的侧面结构的视图；
图7A、7B和7C是分别表示了根据实施例6所述的异物过滤器的内部条带的侧面结构的视图；
图8是根据实施例6所述的异物过滤器的燃料棒单元的放大视图；
图9A和9B是分别表示了根据实施例6所述的异物过滤器的燃料棒单元的放大视图；
图10是根据实施例1和6所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图11A和11B分别表示了根据实施例2和6所述的异物过滤器的结构的视图；
图12A和12B是分别表示了根据实施例7所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图；
图13A、13B、13C和13D是表示了根据实施例8所述的异物捕捉上部和下部喷嘴的视图；
图14是表示了根据实施例9所述的异物过滤器的视图；
图15是表示了根据实施例9所述的异物过滤器的视图；
图16是表示了根据实施例9所述的异物过滤器的视图；
图17是表示了根据实施例10所述的异物过滤器的视图；
图18是表示了根据实施例10所述的异物过滤器的视图；
图19是表示了根据实施例10所述的异物过滤器的视图；
图20是表示了根据实施例10所述的异物过滤器的视图；
图21是表示了根据实施例10所述的异物过滤器的视图；
图22是表示了根据实施例11所述的异物过滤器的视图；
图23是表示了根据实施例12所述的异物过滤器的视图；
图24A、24B、24C、24D和24E是分别表示了根据实施例13所述的异物过滤器的外部条带结构的视图；
图25是表示燃料组件的独立视图；
图26是表示了典型的核反应堆的剖视图；
图27A和27B是表示了下部喷嘴的平面图。
具体实施方式
实施例1
图1和10表示了根据实施例1所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元；通过提供一个由多个位于DFBN和下部栅格之间的这种单元构成的异物过滤器，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分(覆盖管道部分)中。
在DFBN2和下部栅格3之间，提供有一个根据本发明所述的异物过滤器7，它具有由条带形成的网格空间。图1和10是根据实施例1所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大图。图1中的伸出件9是圆的，而考虑到机械性能，将图10中的伸出件9制成扁平的。伸出件的结构并不限于这些附图中显示的形式。
异物过滤器7由条带构成，其特征在于，在前、后侧面上提供有轴向连续的伸出件9，并且那些比由下游侧的栅格部分捕获的异物还要小的异物也能被捕获，从而在安装于覆盖管道部分中的栅格下端捕获异物之前，就能够利用该异物过滤器部分捕获异物。异物过滤器7的外部尺寸比DFBN2和下部栅格3小一些。如下所述，根据这种结构，异物过滤器的外部条带可以是扁平以及容易制造的结构。另外，通过将异物过滤器7的外部尺寸制得很小，就能够消除由于处理该燃料组件时与相邻燃料组件发生干涉而损坏异物过滤器的潜在因素。
根据过滤器的结构，在制成网格形的条带的交叉处附近的内部条带8中提供有轴向连续的伸出件9(在每一条带交叉处，由两个条带在前、后侧上提供有伸出件)。伸出件9的轴向长度是考虑到燃料棒5的辐射增长(向下膨胀)来确定的。即，为了使由燃料棒下端塞子(下端位置)和异物过滤器确定的异物捕获尺寸能够是一常数，连续的伸出件9要位于内部条带8的宽泛的高度范围内。
在本发明中，两个薄的内部条带8相互叠置，并且连续且宽泛的伸出件9沿轴向提供在条带交叉处附近的前、后侧上。两内部条带8相互叠置的目的是在条带交叉处附近的前、后侧上提供宽泛且沿轴向连续的伸出件9。除此之外，还应该考虑到抑制压力损失的增加以及套管处的尺寸限制(由于插入件10的存在而产生的尺寸相互关系)。伸出件的结构应考虑到条带的可模塑性以及冷却水的常规流速来确定。当伸出件以下述方式制成时，即在高度方向(轴向)上在条带交叉处的附近(在用于使相互垂直的条带结合的狭缝23附近)没制有任何槽时，残余变形增大了，并且降低了条带的可模塑性。因此，如图6A至6E所示，采用了一种(悬臂式)结构，其中在条带交叉侧的高度方向上提供了用于形成伸出件的槽11。也可以如图7A至7C所示，形成了如序号26指示的切缝。另外，还可以省略轴向槽以及横向槽而只形成切缝。借助每一网格(单元)，伸出件制成常规的结构。
如上所述，为了在燃料组件的整个使用寿命期间增强异物捕捉性能，由具有轴向连续伸出件的条带制成的本发明的异物过滤器能够使异物过滤器条带和下端塞子之间的最大间隙仍小于栅格部分(大约1/2)，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此，从而能减少那种会引起燃料泄漏的异物进入燃料有效部分。
在本发明的异物过滤器结构中，也可以在燃料组件的整个使用寿命期间，获得期望的异物捕获效果，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此。
实施例2
图2表示了根据实施例2所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元；象实施例1一样，通过提供一个由多个位于DFBN和下部栅格之间的这种单元构成的异物过滤器，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分中。
为了实现上述目的，根据本发明，为在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部栅格3之间，提供有一个根据本发明所述的异物过滤器7，它具有由条带形成的网格空间。实施例2的异物过滤器12的基本结构与实施例1的结构相似。(图2是根据实施例2所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图。伸出件的结构并不限于附图中显示的形式。)在实施例1中，异物过滤器的伸出件与插入件隔开，实施例2的特征在于，沿着插入件10的外表面(轮廓)提供有伸出件13。根据这种结构，异物过滤器部分中的冷却剂的浸湿圆周面积减小了。另外，能够形成期望的限制压力损失增长的效果。在提供有该异物过滤器的实例中，也能够形成与实施例1相同的阻挡异物效果(异物捕捉特性)。
实施例3
图3A至3C表示了根据实施例3所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元；通过提供一个由多个位于DFBN和下部栅格之间的这种单元构成的异物过滤器，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN 2和下部栅格3之间，提供有一个根据本发明所述的异物过滤器14，它具有由条带形成的网格空间。除了伸出件15的结构与实施例1和2的伸出件结构不同之外，实施例3的异物过滤器14的基本结构与实施例1和2的结构相似。(图3是根据实施例3所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图。伸出件的结构并不限于附图中显示的形式。)实施例3的异物过滤器14的的特征在于，它能够捕获比实施例1和2的异物过滤器捕获的异物碎片更小的异物碎片，并且能够形成比实施例1和2更好的阻挡异物效果(异物捕捉特性)。
实施例4
图4A至4C表示了根据实施例4所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元；通过提供一个由多个位于DFBN和下部栅格之间的这种单元构成的异物过滤器，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部栅格3之间，提供有一个根据本发明所述的异物过滤器14，它具有由条带形成的网格空间。除了伸出件15的结构与实施例1和2的伸出件结构不同之外，实施例4的异物过滤器16的基本结构与实施例3的结构相似。(图4是根据实施例4所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图。伸出件的结构并不限于附图中显示的形式。)在实施例3中，异物过滤器伸出件的外形和燃料棒或插入件的外形是同轴的(伸出件外形的中心与燃料棒或插入件的中心一致)，而实施例4并未采用这种同轴结构：在套管单元位置，伸出件17的前端与插入件10干涉(重叠)。实施例4的异物过滤器16形成了与实施例3相同或更好的阻挡异物效果(异物捕捉特性)。假设象栅格部分那样通过点焊将插入件和异物过滤器的内部条带连接起来而使异物过滤器沿轴向定位；当采用本发明实施例4所述的异物过滤器16时，通过在插入件18的外表面上提供切口或类似物，就能够为了机械连接而在异物过滤器16的伸出件17的前端部分中进行装配。另外，由于伸出件是悬臂式结构，伸出件就能沿着插入件的外表面(轮廓)延伸而不必在插入件中提供切口或类似物。  (异物过滤器条带和插入件的连接也可以通过点焊实现)。
实施例5
图5A和5B以及图11A和11B表示了根据实施例5所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元；通过提供一个由多个位于DFBN和下部栅格之间的这种单元构成的异物过滤器，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部栅格3之间，提供有一个根据本发明所述的异物过滤器19，它具有由条带形成的网格空间。除了伸出件19的结构与实施例1和2的伸出件结构不同之外，实施例5的异物过滤器19的基本结构与实施例1的结构相似。(图5是根据实施例5所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图。伸出件的结构并不限于附图中显示的形式。)假设在单元的角落部分具有45度的交界面，在实施例1中，异物过滤器的伸出件的结构相对于45度的交界面对称(同轴并具有相同的弯曲形状)，而在实施例5中，右侧和左侧伸出件20是对称的。象实施例1那样，在图5A中，异物过滤器伸出件的外形和燃料棒5或插入件10的外形是同轴的(尽管伸出件的圆形部分的尺寸不同，但圆形部分的中心与与燃料棒或插入件的中心一致)，而在图5B中，并未采用实施例4的同轴结构，在套管单元位置，伸出件20的前端与插入件18干涉(重叠)。图11A和11B表示了一种异物过滤器结构，其中，根据使用条件(流动)，当悬臂式伸出件20的振动带来问题时，可通过序号27指示的焊接连接将伸出件20的前端连接以限制振动。由于伸出件20的前端结构，图11A和11B的结构在重叠量28上不同；在图11B中，重叠量28增大了。为了增大重叠量28，可让伸出件20采用图7C所示的侧面结构。(特定结构并不局限于此)。参见图11A和11B，考虑到暂时组装特性(为了提高暂时组装特性)，可使悬臂式伸出件20安装在内侧面上以在下述条件下进行模塑，即事先将它们拉向单元(燃料棒)中心侧，并在焊接伸出件前端的时候，将销或类似物安装在单元中，并且在将内部伸出件保持与外部伸出件接触的时候进行焊接。还期望实施例5的异物过滤器能够提供与实施例1相同的阻挡异物效果(异物捕捉特性)。
实施例6
图6A至6E以及图7A至7C表示了根据实施例6所述的异物过滤器的内部条带侧面结构(代表性单元的放大视图)；通过将这些侧面结构与实施例1至5的剖面结构(在平面视图上)适当结合，能够获得异物过滤器结构和一种结合图案，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止会引起燃料泄漏的异物碎片流入燃料有效部分中。图8至11B表示了异物过滤器的外部条带结构(代表性单元的放大视图)，并表示了与内部条带的关系(例如，实施例1和实施例5的结合)。
为了在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中，提供了一种带有轴向连续伸出件24的异物过滤器21。
图6A至6E以及图7A至7C表示了异物过滤器21的内部条带侧面结构。(伸出件的特定结构、槽等并不限于图示形式。)异物过滤器的外部尺寸比DFBN2和下部栅格3的尺寸小一些。下面是图案，其中这些内部条带侧面结构与实施例1至5的剖面结构(在平面视图上)相结合。
表
                内部条带侧面结构
图6A，7A，B 图6B 图6C 图6D 图6E 图7C
剖面结构(在平面视图上) 图1，10  o  o  o  .  o  -
图2  o  o  o  .  o  -
图3A  o  o  o  .  o  -
图3B  -  -  -  -  o  -
图3C  .  .  .  o  .  -
图4A  o  o  o  .  o  -
图4B  -  -  -  -  o  -
图4C  .  .  .  o  .  -
图5A  o  o  o  .  o  -
图5B  .  .  .  o  .  -
图11A  o  o  o  o  o  -
图11B  -  -  -  -  -  o
标记o表示推荐的结合图案。
标记.表示不被推荐但仍可采用的图案。
通过将异物过滤器的外部尺寸制得较小，就能获得扁平和简单的外部条带结构22，只要它与实施例1至5的内部条带剖面结构(在平面视图上)相结合。
另外，对于最外周的单元，为了用外部条带22和燃料棒5之间的间隙捕捉更小的异物碎片，如图9A至11B所示，可以单独地改变图8所示的位于内部条带8两端的伸出件25的长度和结构。(伸出件的特定结构并不限于图示形式。)图8至11B表示了与内部条带结合(例如实施例1和实施例5的结合)的异物过滤器的外部条带的结构(代表性单元的放大视图)。在通过上述结合构造成的本发明的异物过滤器中，能够使异物过滤器外部条带和下端塞子之间的最大间隙仍小于下部栅格部分，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此，从而能减少那种会引起燃料泄漏的异物进入燃料有效部分。
通过安装这种异物过滤器，能够获得期望的改进异物阻挡效果(即小异物碎片的捕捉特性以及在燃料组件的整个使用寿命期间的异物捕捉持久性)。
实施例7
图12A和12B表示了根据实施例7所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元；通过提供一个由多个位于DFBN和下部栅格之间的这种单元构成的异物过滤器，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部栅格3之间，提供有一个根据本发明所述的异物过滤器29，它具有由条带形成的网格空间。(图12A和12B是根据实施例7所述的异物过滤器的燃料棒单元和套管单元的放大视图。伸出件的结构并不限于附图中显示的形式。)这里采用的结构是：其中在形成网格的条带的每一交叉处，在每一内部条带8上都提供有轴向连续的伸出件30(在每一条带交叉处由两条带在前、后侧上制成伸出件)。伸出件30的轴向长度是考虑到燃料棒5的辐射增长(向下膨胀)来确定的。即，为了使由燃料棒下端塞子(下端位置)和异物过滤器确定的异物捕获尺寸能够是一常数，连续的伸出件30要位于内部条带8的宽泛的高度范围内。在本发明中，薄的内部条带8相互隔开并且平行设置，在条带交叉处的前、后侧面上提供有宽泛且沿轴向连续的伸出件30。薄的内部条带8相互隔开并且平行设置以在条带交叉处的前、后侧面上提供有宽泛且沿轴向连续的伸出件30。另外，还要考虑到在燃料棒5周围之外的位置上的异物捕捉容易性。另外，如图12所示，还能通过在条带交叉处没有伸出件30的条带下表面上提供一个切口31，就能更容易地使异物进入条带交叉区域。根据进入条带交叉区域中的异物，还可以提供叶片式伸出件32，使得即使是很小的异物也能被捕获(图12A)。在下述异物过滤器中，即其中条带交叉处的空间区域设置得足够大以使异物能够很容易地进入燃料棒周围之外的区域，还能够不提供如图12A所示的叶片式伸出件32，而是将这种异物过滤器29直接设置在下部栅格下方，通过下部栅格的条带33将较大的空间区域分隔成两部分，使得即使是很小的异物也能被捕获(图12B)。
伸出件的结构应考虑到条带的可模塑性以及冷却水的常规流速来确定。即，伸出件30制成延伸经过两个单元的较宽结构。另外，为每一网格(单元)处的伸出件采用了常规结构。如上所述，在本发明的异物过滤器中，即由具有轴向连续伸出件的条带制成以在燃料组件的整个使用寿命期间提高异物捕捉特性的过滤器中，能够使异物过滤器条带和下端塞子之间的最大间隙仍小于栅格部分(大约1/2)，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此，从而能减少那种会引起燃料泄漏的异物进入燃料有效部分。
本发明的异物过滤器结构能够获得期望的异物捕获效果，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此。
实施例8
图13A至13D表示了根据实施例8所述的异物过滤器捕捉上部和下部喷嘴，表示了在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分中的结构。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
为了减小穿过下部喷嘴2的液流孔6的异物碎片的尺寸，在靠近液流孔6中心的直线上(下部喷嘴的上表面)制有一个槽35，并且将薄片34装入槽35；图13A表示了改进的异物捕捉下部喷嘴的结构，其中薄片34通过焊接或类似方法固定在下部喷嘴的上表面或下表面上。考虑到薄片的长度，在生产费用方面，采用相对于每一槽线都延伸经过整个下部喷嘴宽度的单一薄片是最有利的；还可以根据导向套管等(界面)的相对位置关系来分隔薄片，并将部分薄片插入下部喷嘴的上表面中的槽内。为了进一步减小穿过液流孔6的异物尺寸，还可以倾斜地制成槽35并将薄片倾斜地装入(图13B)。从减少压力损失的观点看，薄片的厚度应尽可能小。另外，上部和下部薄片表面可具有斜面或圆形结构(图13C和13D)。这种斜面和圆形结构并不限于图示形式。可以通过研磨或挤压来形成上述斜面结构。而例如通过采用激光辐射来焊接端面并采用表面拉伸的方法，可以形成上述的圆形结构。
实施例9
图14至16表示了根据实施例9所述的异物过滤器。通过将这种异物过滤器安装在DFBN和下部栅格之间，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分(覆盖管道部分)中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止混入冷却剂中具有负作用(会引起燃料泄漏)的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN和下部栅格之间，安装有一个根据本发明所述的异物过滤器36，它具有网格空间并由条带形成。如图14所示，该异物过滤器36由组合条带构成，每一组合条带都由两条相互叠置的条带构成，并交替地具有压制的凹坑37，组合条带组装到网格中；网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。在这种结构中，压制的凹坑37也可位于每一条带的轴向，并且两条带相互叠置，从而将内部凹坑距离制得很小，并且提高异物捕捉效果。在图15所示的异物过滤器38中，图14所示的压制凹坑并不是交替提供的，而是形成了轴向连续的直线凹槽39；另外，为了尽可能地防止由于下部栅格和异物过滤器之间存在间隙而使异物穿过，异物过滤器的条带宽度增加了。这种条带宽度增加的结构，不仅对该实施例适用，也在某些情况下对下述的其他实施例适用。网格间距的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。在这种结构中，凹槽39连续延伸的直线部分是在条带的轴向上形成的，并且两条带相互叠置，从而减小了内部凹槽的距离，并且提高异物捕捉效果。下面，类似于图14所示的异物过滤器，图16所示的异物过滤器40是通过将组合条带组装成网格而形成的，每一组合条带都由两条相互叠置的条带构成，并交替地具有连续的压制凹坑37；在该例中，当将两条带相互叠置的时候，形成了一个间隙(大约1至2mm)。网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。在本发明图16所示的异物过滤器中，即由相互间隔的两条带构成每一组合条带进而由组合条带构成的异物过滤器中，能够使异物过滤器条带和下端塞子之间的最大间隙仍小于栅格部分，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此，从而在燃料组件的整个使用寿命期间，提高异物捕获效果。
通过安装图14至图16所示的本发明异物过滤器，就能够捕捉那些在已有技术中构成问题的异物碎片，并在燃料组件的整个使用寿命期间，获得期望的异物阻挡效果。
实施例10
图17至21表示了根据实施例10所述的异物过滤器。通过将这种异物过滤器安装在DFBN和下部栅格之间，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分(覆盖管道部分)中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止混入冷却剂中具有负作用(会引起燃料泄漏)的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN和下部栅格之间，安装有一个根据本发明所述的异物过滤器41，它由条带构成。如图17所示，该异物过滤器41是通过将组合条带组装成网格而形成的，每一组合条带都由两条相互叠置的条带构成，每一条带具有交替的压制凹坑42，这些凹坑制成能够接触单元内侧并且是圆形的形式；网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。在这种结构中，压制的凹坑42也可位于条带的轴向，并且两条带相互叠置，从而减小了内部凹坑距离，并且提高了异物捕捉效果。在图18所示的异物过滤器43中，图17所示的圆形凹坑并不是交替提供的，而是形成了轴向连续的直线凹槽44；网格间距的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。
在这种结构中，压制的圆形凹槽44连续延伸的直线部分是在条带的轴向上形成的，并且两条带相互叠置，从而减小了内部凹槽的距离，并且提高了异物捕捉效果。
下面，类似于图17所示的异物过滤器，图19所示的异物过滤器45是通过将组合条带组装成网格而形成的，每一组合条带都由两条相互叠置的条带构成，每一条带具有交替的压制凹坑42，一个位于另一个上，并且这些凹坑制成能够接触单元内侧且呈圆形的形式。这种过滤器不同于图17所示的过滤器，在图17中，带槽的燃料棒下端塞子与任意选择的几个单元的凹坑46啮合以用于固定。网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。下面，图20表示了一种异物过滤器47，它类似于图18所示的异物过滤器，是通过将组合条带组装成网格而形成的，每一组合条带都由两条相互叠置的条带构成，每一条带具有交替的压制圆形凹坑，这些凹坑与单元内侧接触。在该例中，与内侧接触的圆形凹坑的角落部分切成45度角的直线，如序号48所示。网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。图21表示了一种异物过滤器49，其中切成45度角的直线的图20所示圆形凹坑并不是交替的，而是在形成了在轴向上连续延伸的直线凹槽50；网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。
通过提供图17至图21所示的本发明异物过滤器，就能够捕捉那些在已有技术中构成问题的异物碎片，并在燃料组件的整个使用寿命期间，获得期望的异物阻挡效果。
实施例11
图22表示了根据实施例11所述的异物过滤器；通过将这种异物过滤器安装在DFBN和下部栅格之间，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分(覆盖管道部分)中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止混入冷却剂中具有负作用(会引起燃料泄漏)的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN和下部栅格之间，安装有一个根据本发明所述的异物过滤器51，它由条带构成。如图22所示，该异物过滤器51是通过将组合条带组装成网格而形成的，每一组合条带都由两条相互叠置的条带构成，并具在两个方向上延伸穿过条带的整个高度的伸出件52。考虑到条带的模塑性以及冷却水的常规流速，条带设置成2-单元的距离并带有伸出件，所述伸出件具有扁平表面以及较宽的宽度。另外，在本发明中，能够使异物过滤器条带和下端塞子之间的最大间隙仍小于栅格部分，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此。为了在燃料组件的整个使用寿命期间，提高异物捕获效果，当把条带相互叠置时，形成大约1至2mm的间隙。网格间隔的数量和距离与传统的下部栅格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部栅格的外部尺寸小一些。
通过提供图22所示的本发明异物过滤器，就能够捕捉那些在已有技术中构成问题的异物碎片，并在燃料组件的整个使用寿命期间，获得期望的异物阻挡效果。
实施例12
图23表示了根据实施例12所述的异物过滤器。通过将这种异物过滤器安装在DFBN和下部栅格之间，就能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止异物碎片流入燃料有效部分(覆盖管道部分)中。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置，在燃料组件的整个使用寿命期间，防止混入冷却剂中具有负作用(会引起燃料泄漏)的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。在DFBN和下部栅格之间，安装有一个根据本发明所述的异物过滤器53，它具有单独单元的网格空间，这些网格空间分别构成了由条带形成的单元。如图23所示，该异物过滤器53是由条带形成的，其特征是在轴向上提供有弹簧式的伸出件54，单独单元的网格分别构成了各个单元，所述单元通过激光焊接构成了一个单元组件。该单元组件使每一单元安装到燃料组件的燃料棒的下端塞子上；从而事先在燃料棒端部塞子上形成圆周槽，并使本发明的轴向弹簧式伸出件54与槽啮合以用于固定。作为将本发明的异物过滤器安装到带槽的燃料棒下端塞子上的方法，可采用例如下述方法，即，其中异物过滤器单元组件(与燃料棒的数量相同)容纳在网格空间间隔(具有单独腔室)的盒式保持器内，并同时被迫从燃料组件的下侧进入所有的燃料棒下端塞子。在安装到带槽的燃料棒下端塞子上的本发明异物过滤器中，弹簧式伸出件的返回部分是直的，以不会产生脱落的危险。
通过提供图23所示的本发明异物过滤器，就能够捕捉那些在已有技术中构成问题的异物碎片，并在燃料组件的整个使用寿命期间，获得期望的异物阻挡效果。
实施例13
图24表示了根据实施例13所述的异物过滤器的外部条带60的结构。在图示结构和组合图案中，这些外部条带60与实施例9至11的基本内部单元结构相结合，从而能在燃料组件的整个使用寿命期间，防止位于异物过滤器外部圆周内的会引起燃料泄漏的异物碎片流入燃料有效部分中。
为了在异物过滤器的外部圆周内实现上述目的，以及在燃料组件的整个使用寿命期间，防止冷却剂中会引起燃料泄漏的异物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中，本发明采用了下述装置。图24A至24F表示了异物过滤器的外部条带结构。异物过滤器的外部尺寸比DFBN和下部栅格小一些。这种结构形式具有下述特征：
-图24A的外部条带60通常是扁平结构(没有伸出件结构)。
-图24B所示的外部条带结构在与内部条带61相连的部分具有伸出件，并且考虑到可模塑性，形成一种扁平部分。
-在图24C所示的结构中，省略了图24B的上部附近伸出件结构，以减小穿过相邻燃料棒之间的异物尺寸。(伸出件是轴向连续的。)
-在图24D中，图24C的伸出件是轴向隔开的。
-在图24E中，图24B至24D的伸出件是圆形的。
-在图24F中，在外部条带与内部条带61相连位置附近提供有伸出件。
下面的表格表示了图形，其中这些外部条带60与实施例9至11的基本内部单元结构结合。
                外部条带结构
图24A 图24B 图24C 图24D 图24E 图24F
基本内部单元结构 图14  o  o o o o o
图15  o  - - - - -
图16  o  - - - - -
图17  o  o o o o -
图18  o  o* o* o* o* o*
图19  o  o* o* o* o* o
图20  o  o* o* o* o* o
图21  o  o* o* o* o* o
图22  o  o* o* o* o* o
在带有星号的结构中，可以省略在内部条带61两端的伸出件。
在通过上述结合形成的本发明的异物过滤器中，能够使异物过滤器上部条带60和下端塞子之间的最大间隙仍小于下部栅格部分，即使在燃料棒下端的塞子较短的设计情况下也如此，从而能够尽可能地防止可能引起燃料泄漏的异物碎片进入燃料有效部分。
通过安装这种异物过滤器，就能够获得期望的比已有技术更好的防止异物效果(异物捕捉特性)。
如上所述，在本发明的异物过滤器中，能够使异物过滤器条带和下端塞子之间的最大间隙仍小于栅格部分的间隙(大约1/2)，并且在内部条带高度的较宽范围内提供连续的伸出件，使得由燃料棒下端塞子(下端位置)和异物过滤器确定的异物捕捉尺寸可为一常数，从而在燃料组件的整个使用寿命期间，防止具有负作用(将会引起燃料泄漏)的异物碎片进入燃料有效部分(覆盖管道部分)，即使在采用例如缩短燃料棒下端的塞子等手段以使燃料组件获得更高的燃烧效率的情况下也如此。
通过采用这种异物过滤器条带结构，就能够获得期望的比已有技术更好的防止异物效果(即在整个使用寿命期间的捕捉更小异物的性能以及异物捕捉性能的持久性)。这种异物过滤器结构也可应用于带有细长下端塞子的燃料棒。

Claims (2)

1.一种异物过滤器，其特征在于，为了减小穿过下部喷嘴的液流孔的异物尺寸，沿着穿过邻近液流孔中心并位于下部喷嘴上表面内的直线制有槽，薄片安装在槽内以用于固定。
2.一种异物过滤器，其特征在于，核反应堆中的多个单元都是弹簧式的结构，并且在燃料棒下端塞子上用于固定的啮合处制有槽。
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