[实用新型]具备塞条和倒角的反应堆燃料组件围筒及反应堆燃料组件

说明书

技术领域

本实用新型属于核反应堆燃料组件设计技术，特别是涉及一种可以改变燃料组件温度分布差异大的反应堆燃料组件围筒，即具备塞条和倒角的反应堆燃料组件围筒及反应堆燃料组件。

背景技术

反应堆的核燃料通常以一定数量的燃料棒、燃料板或燃料球为组成单元，该组成单元通常称之为燃料组件，一个反应堆堆芯通常由若干数量的燃料组件所组成。例如，目前国内常用的百万千瓦级压水堆核电站堆芯由177盒燃料组件所组成，六十万千瓦秦山二期核电站堆芯由121盒燃料组件所组成。

燃料组件根据其结构特点，有些带有组件围筒（或称组件盒、元件盒），有些不带组件围筒。组件围筒可使各组件之间相对独立，形成组件内冷却剂流动的闭式流道，使组件之间冷却剂流动相对隔离，冷却剂在相邻组件之间无法进行流动搅浑，从而可有效控制各组件内的冷却剂流量。目前国内外的快中子反应堆，沸水堆，俄罗斯的VVER反应堆，超临界水堆以及各类研究堆等都广泛采用带组件围筒的组件结构形式。

由于组件围筒结构的存在，使得组件内部燃料棒（板、球）之间的冷却剂流道（简称中心通道），燃料棒（板、球）与组件围筒内壁所形成的冷却剂流道（简称边通道），以及燃料棒（板、球）与组件围筒边角所形成的冷却剂流道（简称角通道）其流通面积与流动阻力不同，从而造成组件内中心通道、边通道和角通道内的冷却剂流量形成差异，造成流量分配不均匀。另一方面，由于中心通道、边通道与角通道其所对应的燃料发热功率不同以及燃料换热面积不同，从而造成三种通道之间的换热特性不同，造成换热分布不均。流量分配的不均匀与换热分布的不均匀共同影响，可能会造成组件内同一高度截面形成较大的温度差异，从而降低反应堆的堆芯性能，并且通过核热耦合反馈影响局部反应性。

因此，为了调整和避免燃料组件内的中心通道、边通道以及角通道由于结构的原因出现流量分配和换热分布的较大差异，可采用相关设计理念对组件局部结构进行改进设计，达到优化组件内流动与换热特性的目的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具备塞条和倒角的反应堆燃料组件围筒，可降低反应堆燃料组件出口区域的截面冷却剂温度分布差异，同时提供相应的反应堆燃料组件。

本实用新型的实现方案如下：具备塞条和倒角的反应堆燃料组件围筒，包括反应堆燃料组件围筒本体，所述反应堆燃料组件围筒本体的内径面设置有若干塞条，所述塞条的轴线与反应堆燃料组件围筒本体的轴线平行，且相邻两塞条之间存在间隙。

塞条的尺寸范围，跟具体设计相关，不同的堆型不一样，因此该处无法确定尺寸。但总体而言，塞条高度和宽度不能与相邻燃料棒接触，因此燃料棒和绕丝的尺寸在一定程度上限制了塞条的尺寸。

所述反应堆燃料组件围筒本体的横切面为多边形，其反应堆燃料组件围筒本体的任意两边相连处通过倒角加工成倒角形状或其反应堆燃料组件围筒本体的任意两边相连处设置有圆角填充物。

所述塞条的横切面为多边形。

所述塞条的横切面为梯形或矩形或三角形。

所述塞条的横切面为圆形或椭圆形，优先考虑梯形设置。

所述圆角填充物的横切面为圆形或椭圆形或者多边形。

塞条沿反应堆燃料组件围筒本体轴向方向整体或分段设置。

所述塞条的横切面为梯形或矩形或圆形或椭圆形或者多边形或者为其他几何形状。

反应堆燃料组件，包括反应堆燃料组件围筒本体，以及设置在反应堆燃料组件围筒本体空腔内的若干燃料棒，靠近反应堆燃料组件围筒本体内径面的相邻两个燃料棒与反应堆燃料组件围筒本体内径面构成的区域为边通道，所述塞条位于边通道处，且塞条与相邻燃料棒之间存在间隙。

基于上述反应堆燃料组件围筒的反应堆燃料组件，包括反应堆燃料组件围筒本体，以及设置在反应堆燃料组件围筒本体空腔内的若干燃料棒，反应堆燃料组件围筒本体的任意两边相连处为边角处，靠近反应堆燃料组件围筒本体边角处的燃料棒与边角处构成的区域为角通道，圆角填充物位于角通道处，圆角填充物与相邻燃料棒之间存在间隙。