[发明专利]用于核燃料组件的下端配件锁紧螺母

说明书

技术领域

以下涉及核动力反应堆技术、核燃料组件制造和部署技术以及相关技术。 

背景技术

在一体式压水反应堆（一体式PMR）型的核反应堆设计中，核反应堆堆芯浸入位于压力容器底部处或附近的主冷却水中。在典型的设计中，主冷却剂在大致直立安装的圆筒形压力容器（即，其圆筒轴线垂直定向）内保持在过冷的液相。中空圆筒形中央上升器同心地布置在压力容器内。主冷却剂向上流过在此其被加热的反应堆堆芯，并上升经过中央上升器，从中央上升器排出，并反向向下经过限定在压力容器和中央上升器之间的下降（下水）环腔流回到反应堆堆芯。在一体式PWR设计中，至少一个蒸汽发生器位于压力容器内部、通常在下降环腔内。一些示例性一体式PWR设计在2010年12月16日公开的美国公开第2010/0316181A1号的Thome等人的“Integral Helical Coil Pressurized Water Nuclear Reactor（一体式螺旋线圈压水核反应堆）”中描述，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。诸如具有外部蒸汽发生器的PWR设计、沸水反应堆（BWR）等之类的其它轻水核反应堆设计改变蒸汽发生器和其它部件的布置、但通常将放射性堆芯定位在圆筒形压力容器底部处或附近，以减少在冷却剂丧失事故（LOCA）中反应堆堆芯的空气暴露的可能性。 

核反应堆堆芯由多个燃料组件建成。每个燃料组件包括许多燃料棒。沿燃料组件的长度垂直间隔开的是向燃料棒提供结构支承的格架组件。在燃料组件的顶部和底部处分别是提供结构支承的上端配件和下端配件。下端配件、有时被称为管板，可由下堆芯支承板、支承基座等来支承。 

下端配件是冷却剂流入其燃料组件的入口。燃料组件还包括散布在燃 料棒之间的引导管。将包括中子吸收材料的控制棒插入并提出燃料组件的引导管，以控制堆芯反应。传统组件中的引导管刚性地附连于格架组件，并且上端和下端配件使用紧固件固定到引导管的端部，以形成燃料组件的结构框架。 

阻尼器可选地设置在引导管的下端部处，以在急停期间减慢控制棒的下降。阻尼器可形成为引导管的较窄直径下部，或形成为在引导管的下端内部同轴设置的小直径阻尼管。通常包括螺纹紧固件的紧固结构将下端配件连接到引导管。紧固结构可选地还包括锁定元件，以防止螺纹连接随着时间不起作用。一些示例性这种类型的紧固结构例如在Walton的美国专利第4,036,692号中描述，该专利的全部内容以参加的方式纳入本文，以及在John Jr.等人的美国专利第5,068,083号中描述，该专利的全部内容以参加的方式纳入本文。 

发明内容

根据一个方面，燃料组件包括包含裂变材料的多根燃料棒、散布在燃料棒之间的多个引导管、与引导管的上端连接的上端配件、下端配件、端塞以及阴锁紧螺母，端塞与引导管的下端连接并具有阳螺纹轴杆，这些阳螺纹轴杆从引导管的下端延伸并穿过下端配件的开口，这些阴锁紧螺母螺纹连接到端塞的阳螺纹轴杆上，并与下端配件锁定，以将下端配件固定到引导管的下端。阴锁紧螺母可具有锁定部，这些锁定部向外变形到下端配件的凹部内，以在拧紧之后使锁紧螺母与下端配件锁定。阻尼管可设置在引导管的下端内并连接到端塞。阴锁紧螺母不与阻尼管配合。 

根据另一方面，公开了一种核反应堆，该核反应堆包括包含反应堆堆芯的压力容器，反应堆堆芯包括如在之前段落中阐释的燃料组件阵列。 

根据另一方面，设备包括：端塞，该端塞构造成与核反应堆燃料组件的引导管的下端连接，端塞具有阳螺纹轴杆，该阳螺纹轴杆在端塞与引导管的下端连接时离开引导管的下端延伸，阳螺纹轴杆的尺寸设计成穿过核反应堆燃料组件下端配件的开口；以及阴锁紧螺母，该阴锁紧螺母构造成螺纹连接到端塞的阳螺纹轴杆上，阴锁紧螺母具有可变形侧壁，可变形侧 壁构造成型锻到核反应堆燃料组件的凹部内，以将阴锁紧螺母锁定到核反应堆燃料组件下端配件。 

根据又一方面，方法包括：通过核反应堆燃料组件下端配件的开口插入与核反应堆燃料组件的引导管的下端连接的端塞的阳螺纹轴杆；通过沿拧紧方向转动阴锁紧螺母而将阴锁紧螺母安装到端塞的插入的阳螺纹轴杆上，以将核反应堆燃料组件下端配件固定到引导管的下端；以及使阴锁紧螺母的锁定部变形到核反应堆燃料组件下端配件的凹部内，以将阴锁紧螺母锁定到核反应堆燃料组件下端配件。该方法还包括，在变形之后，通过使用转动力沿松开方向转动阴锁紧螺母来从阳螺纹轴杆移除阴锁紧螺母，该转动力足以破坏由变形锁定部提供的、与核反应堆燃料组件下端配件的锁定。 

附图说明