[发明专利]核反应堆燃料组件

说明书

本发明属于核动力，即堆燃料组件。目前，核反应堆燃料组件有防碎屑过滤器。此外，已知的防碎屑过滤器的设计对于弯曲异物具有相当高的效率，但对于厚度小于2毫米的任何长度的直杆和扁平异物实际上并不有效。本发明的目的是在保持燃料组件的液压阻力处于相同水平的同时，提高防碎屑过滤器的效率。本发明的技术成果是通过改进防碎屑过滤器的设计，提高核反应堆燃料组件的可靠性和性能。这一技术成果是，核反应堆燃料组件包括一个头部、一束燃料棒、间隔栅和一个用于捕获异物的防碎屑过滤器。防碎屑过滤器安装在燃料组件的柄部，并以位于柄部横截面上的一组直线板的形式制造。上部和下部组板位于燃料组件的纵轴的角度，并通过平行于燃料组件纵向轴线的中间组板与沿矩形截面的通道的燃料组件的纵向轴线的形成连接为冷却液通道。此外，由上、中板组形成的通道位于燃料组件的纵轴的角度0°到15°。由中、下板组成的通道位于燃料组件的纵轴的角15到25°，倾角与上、中两组板块形成的河道的倾角相反。上下板组位于燃料组件的纵轴上，其间隙为。由上、中板组形成的通道相对于垂直于燃料组件纵向轴线方向的中、下板组形成的通道偏移。

技术领域

本发明属于核动力，即堆燃料组件。

背景技术

核反应堆VVER-440、VVER-1000燃料组件的现有技术设计(见P.L.基里洛夫(Kirillov)等人)。热工水力计算手册(核反应堆，热交换器，蒸汽发生器)。资料:Energoatomizdat，1990年，图P.8.1、P.8.3和P.8.5，第317-319页)，其中包括一束燃料棒1，位于三角形网格上，固定在下部支撑网格7中，并通过安装在中央管道9上的间隔网格2互连。在具有刚性框架、水-水动力反应堆-1000的替代设计的燃料组件(VVER-1000TVSA)中，间隔格架也通过螺钉6连接到螺杆4的拐角3上。在燃料组件TVS-2M中，间隔格架连接到导槽8上。在所有燃料组件的设计中，都有一个头部5，用于提供燃料组件的装载和卸载。

已知核反应堆燃料组件(见专利US20090092217，1996年5月29日，G21C3/322)，包含一个头部、一个柄、一束燃料棒，位于一个方形网格上，安装在一个支撑网格上，并通过间隔网格互连，在头部有一个过滤器，设计用于防止燃料组件的结构元件进入，例如，在燃料棒束中发生破坏和脱落时，间隔栅的因科镍合金插入件。

该过滤器的功能类似于水-水动力反应堆VVER-440工作盒的挡泥板格栅的功能(见2008年4月24日的专利RU2364962，G21C3/00)，也设计用于在假设的破坏情况下扣留燃料组件结构元件的碎片。

然而，工作盒具有盖，并且在这种情况下存在挡板网将燃料组件的碎片分离到反应堆回路中，并且对于没有盖的燃料组件，它们有可能通过燃料组件之间的间隙从燃料棒进入反应堆回路。这使得燃料组件的设计复杂化，从实际效果来看是不合理的。

同时，已知燃料组件中的过滤器不能在燃料组件入口处滞留异物(与燃料组件的结构元件无关)，如实践所示，异物存在于冷却剂中，并可能在操作过程中导致燃料组件的结构元件损坏(例如，燃料棒的包层)。

在VVER-440核反应堆的工作盒里，六边形支撑网格有126个圆孔用于安装燃料棒，一个中心孔用于安装中心管，102个孔以“哑铃”的形式用于冷却液流动，12个最小直径为5.9毫米的孔，以及沿冷却液管道轮廓支撑格的半开孔。“哑铃”型孔由两个最小半径为2.95毫米的孔组成，由一个最小宽度为5毫米的孔连接。用于安装燃料棒和中心管的孔直径为5+0.1毫米，沿六角托架下格栅的每侧轮廓有七个燃料棒下塞孔(见B.D.杰缅季叶夫(Dementiev)核电反应堆)。资料:Energoatomizdat，1990年，第31-35页)。VVER-440核反应堆的支承网格RK-3(无壳第三代燃料组件)有额外的圆孔，用于安装支承管。

类似的设计有VVER-1000核反应堆燃料组件的下部支承网格，该支承网格还具有用于安装导槽的圆孔。

从功能上讲，下格架是一个支撑力元件，在运输和技术操作过程中固定燃料棒束，在VVER-1000核反应堆燃料组件中，它还使用导槽提供燃料组件的装载和卸载。