[发明专利]一种用于超临界水冷堆的燃料组件

说明书

本发明公开了一种用于超临界水冷堆的燃料组件，包括呈2×2方形排列的四个子组件，四个子组件之间形成十字形区域，四个子组件位于组件盒内，所述组件盒内部固定有用于填充所述十字形区域的十字框架，所述十字框架上开设若干呈十字形分布的导向孔。本发明的目的在于提供一种用于超临界水冷堆的燃料组件，以解决现有技术中用于超临界水冷堆的燃料组件不能同时满足十字形控制棒的落棒及燃料组件变形小的问题，提供既可以实现十字形控制棒的落棒，又可以提高结构稳定性和抗变形能力的一种用于超临界水冷堆的燃料组件。

技术领域

本发明涉及核反应堆领域，具体涉及一种用于超临界水冷堆的燃料组件。

背景技术

在压水堆中，燃料组件是核反应堆堆芯的核心部件，其性能对压水堆核电站的安全运行具有重要的意义。实践证明，燃料组件变形是影响燃料组件性能的主要因素之一，燃料组件变形会带来装卸料困难、控制棒不能完全下插、象限功率倾斜等问题，严重的变形还会造成燃料组件破损，从而大大影响燃料组件的使用寿命，严重威胁核电生产的安全。

现有的，在超临界反应堆中，目前一般采用十字形控制棒来控制堆芯的反应性，燃料组件是以导向管作为燃料棒的插入通道，如图1所示，各导向管单独分布，但由于堆芯运行压力和温度都很高，燃料组件冷却剂流速非常高，极易出现流动不稳定性，容易造成燃料组件发生较大的变形，从而影响控制棒的插入和反应堆堆芯的安全。因此，亟需设计一种新型燃料组件，既要满足十字形控制棒的落棒需求，又要减小燃料组件的变形，提高其结构稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超临界水冷堆的燃料组件，以解决现有技术中用于超临界水冷堆的燃料组件不能同时满足十字形控制棒的落棒及燃料组件变形小的问题，提供既可以实现十字形控制棒的落棒，又可以提高结构稳定性和抗变形能力的一种用于超临界水冷堆的燃料组件。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于超临界水冷堆的燃料组件，包括呈2×2方形排列的四个子组件，四个子组件之间形成十字形区域，四个子组件位于组件盒内，所述组件盒内部固定有用于填充所述十字形区域的十字框架，所述十字框架上开设若干呈十字形分布的导向孔。

针对现有技术中用于超临界水冷堆的燃料组件不能同时满足十字形控制棒的落棒及燃料组件变形小的问题，本发明提出一种用于超临界水冷堆的燃料组件。四个子组件以2×2的格局方形排布，四个子组件之间形成十字形区域。与现有技术不同的是，本申请将四个子组件都设置在组件盒内，并且组件盒内固定有十字框架，通过十字框架充填在四个子组件所形成的十字形区域内，即是通过十字框架将四个子组件分隔开来。本申请以十字框架上开设呈十字形分布的导向孔的方式来代替传统的单个导向管逐个布置的结构，十字形控制棒下落时直接插入对应的导向孔中即可。本发明导向孔的设置，可以容纳十字形控制棒组件的插入，该导向孔与控制棒配合后，通过水力缓冲可以实现十字形控制棒组件的安全落棒。同时，导向孔与组件盒为固定结构，一方面增强了组件的刚度，提高了结构稳定性及抗变形能力，另一方面因取消了导向管和格架，简化了组件结构，减少了结构材料，提高了组件的中子经济性。

优选的，所述十字框架与组件盒一体成型。增强了组件的刚度，提高了结构稳定性及抗变形能力。

优选的，所述导向孔的横截面呈圆形或方形。

进一步的，所述导向孔的孔径从上往下逐渐减小。为增强水力缓冲作用，所述导向孔的下段孔径比上段孔径小，通过孔径缩小的挤水作用进一步增加导向孔与控制棒的水力缓冲作用，减小控制棒组件对燃料组件的落棒冲击力。