[发明专利]核燃料组件用的定位格架

说明书

本发明一般涉及这种类型核反应堆的燃料组件，在这种反应堆中含有燃料棒束，燃料棒配置在规定阵列的节点上，定位格架沿棒束分布。本发明具体涉及用于燃料组件的格架。此格架至少包括两系列相互平行的平板或条板，用以构成容放燃料棒和部件的格孔，在阵列的某些位置上，一些部件可能代替燃料棒。

虽然本发明看起来是一般的，但是它特别适用于燃料棒被配置成格距很“紧密”的，即只略大于燃料棒直径的三角形格子的燃料组件。在慢化不足的反应堆的堆芯中，很希望采用这种三角形格子，这意味着，在棒之间的冷却剂流一定很窄。然而，这种结构应当允许必要的冷却剂流和适当混合冷却剂流而不引起过分的热损失。

水慢化和冷却的反应堆特别是压水反应堆的核燃料组件的格架，一般使燃料棒保持在方形阵列的节点上。格架通常包括一个环形框和两组正交的平板。一种具有将燃料棒保持在方形阵列节点上的格架的燃料组件（美国专利NO.3068163）也已经被提出了，这种格架由平的或波浪形的在燃料棒之间穿过而在交叉点互相啮合的条板构成。这种办法如果应用到“紧密”格距的燃料组件，则不能提供满意的冷却剂流动、状态、不同液流的混合和可容许的压力损失。保持燃料棒的三角形阵列的支承格架也已经在例如欧洲专利NO.0065613（由Downs提出）中提出，然而此格架只包含了一层交叉的沿两个不同方向配置的波纹条板。

本发明的目的是提供一种具有定位格架的核燃料组件，该组件可有效地和准确地支持燃料棒并达到液流的混合，尽管其中包括了少量的中子吸收材料。

为此，提供了一种核燃料组件的定位格架，这种格架包括周边的环形框和至少两组相互平行的平板，一组平板相对于另一组平板或一角度，使得这两组板确定穿过燃料棒的格孔。其中，平行的平板在燃料组件的纵向至少被排列成两个隔开的板层。

在具有三角形阵列燃料棒的燃料组件中，每一组平板一般平行于相应的一条连接被准直燃料棒中心的假想线，所以需要三组平板。

在第一实施例中，格架这样支承燃料棒：这些板装有像凸出部、凹座或舌键之类的燃料棒支承装置，用于至少在两个直径相对点将每一根燃料棒保持在每一板层上，在格架中的燃料棒支承点被排列在若干板层中，在板层中，平板分属于不同的组。换言之，在一层平板上的同一根燃料棒的支承点相对于另一层平板的支承具有角度偏移。

在另一实施例中，格架主要用来基本上实现混合液流的作用。因此格架的两个板层（如果格架包括多个板层则至少两个板层）设置有在两个板层中具有不同角位置的半翼片。

在这种其作用基本上是热水力学的格架中，平板可以是薄板，并且和通常的对燃料棒支承、定中心和具有混合作用的格架的高度相比，平板具有不大的高度。

在和由所有平板均在同一平面内的格架引起的压力损失相比，对于全部格架具有相同的累积横切面来说，利用若干接续板层中的平板配置，压力损失可以减小。因为若干板层的板都包含了混合翼片，此混合翼片达到了三维作用。根据阵列的类型和翼片的配置，在每一种情况下选择最合适的配置可以提供各种类型的混合和流动分布。

在具有混合作用的格架中，环形框可以由若干分别与一个板层相连的接续部分组成，这些部分单独用像置于环形框角上的柱之类的纵向连接部件连接在一起。

在又一个实施例中，格架同时实现了上述所有的不同功能。

平板可以用平的金属条板构成，或者，为了增加强度，采用按照燃料棒沿板的间距成形的波纹金属条板。不管是平的还是波纹状的金属条板都可以包含从板的一侧，或者从板的另一侧指向由板形成的格孔中心的凸出部。

本发明还提供了一种上述类型的燃料组件在这种类型的燃料组件中，至少用来支承和定中燃料棒的一些格架被固定于连接到端部管接头的管子上以构成组件骨架。至少有些格架具有一种上述确定的提供支承的结构並用套管固定到骨架的管子上，每个这种套管对于格架中的所有板层都是共用的。

下面采用举例的方式叙述特殊的实施例，由此可以更加清楚地理解本发明。

图1是可以装配本发明格架的燃料组件的局部垂直切面示意图;

图2是沿图5的Ⅱ线切开的格架切面图，图中省去了燃料棒;

图3、4、5分别是沿图2的Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ和Ⅴ-Ⅴ线切开的局部横切面图;

图6是通过一个垂直面的横切面图，示出了格架如何用套管或管套连接到导向导管;

图7是图6套管的俯视图;

图8、9类似于图6、7，示出一种改进的套管结构;

图10是一种等比例轮廓图，示出了在具有两个板层的混合型格架中翼片可能的配置;

图11是从格架的顶端观察的局部细节图，示出了在板内侧成形的翼片;