[其他]便于在重新装配的核燃料组件上更换上管嘴分组件的带排水孔的上部定位环

说明书

本发明总的来讲涉及核反应堆燃料组件，更具体讲，涉及便于将上管咀分组件重新安装到在水下的燃料组件骨架上的装置。

在大多数核反应堆上，堆芯部分由为数众多的细长燃料元件或棒组成。这些燃料元件或棒分组装到骨架中，并由骨架来支承。这就是众所周知的燃料组件。燃料组件很长，通过横向布置的上部和下部的堆芯支承板而固定和对中。这些支承板直接或间接地与一支承围板相连接。此围板在堆芯的上下两端之间把整个堆芯包围起来。在最常见的结构中，堆芯支承围板的纵轴与安放在下部支承板上的各个燃料组件一样，都是垂直布置的。

堆芯内的温度在各个不同的时期，如从冷停堆到正常运行状态，会有很大变化。而不同材料呈现出不同的热膨胀特性。所以，一般来讲，由于垂直布置的燃料组件的支承结构所用材料不同于堆芯支承围板所用的材料，因此，这些不同部件的轴向或垂直方向的热膨胀相当大，尤其在考虑到运行时堆芯内存在着的高温及某些有关零部件的轴向长度时更是如此。由于这些原因，燃料组件通常不固定在上部的和下部的堆芯板上，而是在允许有相对移动的状态中受到支承。燃料组件和堆芯支承围板之间的轴向热膨胀差值由上部和下部堆芯支承板之间的轴向间距来调节。这个轴向间距比燃料组件的轴向长度还要大些，正常情况下在燃料组件顶部与上部堆芯支承板之间保持有一段距离。

再者，在大多数反应堆中，将液体冷却剂（比如水）通过下部堆芯支承板上的小孔以及通过各个燃料组件中的燃料棒之间的空间向上导流，以便载出热能。燃料组件的这种结构形式会使冷却剂向上流过堆芯区域时，产生较大的压降，而且此压降必定对燃料组件产生一种向上的推力。有些情况下，燃料组件的重量就足以克服在所有的运行工况下的向上的水力提升力。然而，并非常常如此，特别是当冷却剂密度比较高时比如在反应堆起动时，另外还有当冷却剂流量增加时。当作用于某一个燃料组件的方向朝上的水力大于该燃料组件的重量时，则作用在燃料组件上的净合力的方向将是朝上的，并使该组件向上移动直至与上部堆芯板相接触。燃料组件的这种向上移动如果得不到控制，就会引起燃料组件和燃料棒的损坏，或者引起上部堆芯板的损坏，因而必须避免这种移动。所以，习惯上采用压紧装置来防止向上流动的冷却剂使堆芯内的燃料组件朝上移动，防止它与上部堆芯支承板出现损坏性的接触，然而却允许燃料组件在长度上有所变化，特别是由于热膨胀而发生的变化。

举例来说，在美国专利No.4，534，933号的说明书中公开了一种燃料组件，其上管嘴分组件装备有压紧装置。该专利中描述的上管嘴分组件基本上包括一块上部支承板、一块下部连接板、许多导向套管伸长管它们从上部支承板延伸到上部连接板，并且穿过这些板上的孔。以及绕在伸长管外面的卷簧。这些卷簧通过安装在伸长管上的定位环在这些板之间处于压缩状态，同时它们又作为这些板的止动装置。在连接板以下的部件，每根伸长管上固定安装了一个卡箍式下部定位环，以此限止连接板沿着伸长管向下滑动。还有一个上部定位环，此环在上部支承板中的孔道内与伸长管的上端部相接。该伸长管的凸缘与上部定位环相互配合以限制支承板沿着伸长管向上移动。上部定位环同样也是卡箍或类似空心环或套环一类的构件，通过凹槽-凸缘结合的方式，将这些上部定位环与相应的导向管伸长管相连接。这个凹槽-凸缘结合是由定位环内壁上的环形槽和相应的导向套管伸长管的与此槽贴紧的管口边缘组成的。该伸长管的管口通过径向向外扩口而形成的凸缘与相应的定位环上的内槽互相卡紧。这种胀管结合技术是为众人所知，并已广泛应用的工艺。

以上扼要描述的这种类型的上管咀分组件特别适合用于可重新装配的燃料组件上，亦即把燃料组件设计成能够在运行若干年卸出后对燃料棒进行检验、更换，以及/或者重新组件，然后，在经过这样的重新装配后重新投入运行。燃料组件的重新装配包括：将该组件从堆芯卸出，输送到一个操作间，在此操作间内，在导向套管伸长管与上部定位环的凹槽-凸缘结合处的下方，将该伸长管切断。然后从燃料组件上将上管咀分组件提出，以便能够得到燃料棒。在燃料棒经过如上所述的操作处理后，将上管咀分组件重新安装到套管伸长管上，通过一组新的上部定位环与伸长管的凹槽-凸缘结合而重新与套管伸长管相连接。所有这些操作都是在把需要重新装配的辐照过的燃料组件放入水下5至10米左右的深处时完成的。已经发现的情况说明，在套管伸长管与定位环间形成凹槽-凸缘结合是有预想不到的困难的。