[实用新型]一种栅元、燃料组件定位格架和燃料组件

说明书

本实用新型涉及燃料组件技术领域，具体公开了一种栅元、核反应堆燃料组件定位格架和燃料组件，所述的栅元为四面筒体，包括筒角和筒壁，在筒角处加工平面，在栅元的筒角平面上设有刚凸；所述的定位格架由栅元排列组成；所述的燃料组件包括上述定位格架。本实用新型定位格架能够适用于环形燃料元件，对燃料元件提供横向定位并对冷却剂产生一定的搅混作用，通过在格架栅元上设置不同凸出幅度的凸部来调节定位格架至其所需要的流动阻力。

技术领域

本实用新型属于燃料组件技术领域，具体涉及一种栅元、燃料组件定位格架和燃料组件。

背景技术

核电站反应堆运行过程中，核燃料的性能是影响反应堆安全性和经济性的重要因素。因此国际上一直将燃料元件的研究放在十分突出的地位，通过优化燃料元件设计、采用先进结构材料、改进元件制造工艺等方法，不断提高核燃料元件的各种性能，促使核电向更安全和更经济的方向发展。

在现有压水堆燃料组件设计中，燃料棒一般采用定位格架夹持悬空的方式。定位格架对燃料元件起着支撑夹持的作用，并需要抵抗燃料元件的重力作用，由于辐照的作用，夹持燃料棒的弹簧的夹持力会急剧减小，燃料棒一般会落在下管座上，在冷却剂的流动作用下，燃料棒可能会上下窜动，这会导致燃料棒破损的风险。

若要优化燃料元件的参数，并采用通用的燃料组件外形结构设计，使得新型组件能够适用于目前的成熟的堆芯。如采用新型的环形燃料元件，其外径变大，重量增加，此时所需的定位格架的夹持力可能增大约2-4倍，能够放置如弹簧、刚凸等夹持件的空间变小，这使得燃料元件在运行时落在下管座上的概率增大，并使得在停堆换料后再启堆的过程中燃料元件上下窜动的概率也增大。

同时，在现有的燃料组件定位格架设计制造中，定位格架基本都由内外条带组成。由于其条带的复杂性，在生产制造时需要30多种模具。在模具确定后，若要改变定位格架的特性，如流动阻力，对冷却剂在燃料组件间的分配产生更好的效果等等，需要改变其中几乎所有模具的形状，大大增加了工作负担。

因此，亟需设计一种新型的燃料组件定位格架，以克服现有技术的不足。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于燃料组件定位格架的栅元，具有该栅元的燃料组件定位格架以及燃料组件。

本实用新型的技术方案如下：

一种栅元，用于核反应堆燃料组件的定位格架，所述的栅元为四面筒体，包括筒角和筒壁，在四个筒角处分别加工平面，在筒角平面上设有刚凸。

所述的刚凸为圆形，向栅元内部凸起，与燃料元件形成点接触。

所述的刚凸为椭圆形，沿栅元的高度方向向栅元内侧凸起，与燃料元件形成线接触。

在刚凸的上方设有上凸部，用于控制冷却剂流量，并对冷却剂产生搅混作用。

在刚凸的下方，与上凸部对称地设有下凸部。

所述的上凸部和下凸部均向栅元外侧凸起，上凸部和下凸部的凸出幅度根据实际冷却剂所需要的搅混的横流以及在燃料组件中定位格架能占的流动阻力份额来限定，所需的搅混横流越大，同时能占的流动阻力份额越大则凸出的幅度越大。

在所述的刚凸上方设有倾斜的上导向面，使刚凸与栅元筒角平滑过渡，方便燃料元件插入。

在所述的刚凸下方设有倾斜的下导向面。

一种燃料组件定位格架，由所述的栅元排列组成。

所述的栅元两两相接，形成N×N的排列。

所述的相邻两个栅元通过在筒壁点焊的方式两两固定。

N的取值范围为3～17。

N的取值为5、7、9、11、13、15中的一个。