[发明专利]轻水冷却核反应堆的可拆卸的燃料组件

说明书

本发明叙述的是为轻水冷却核反应堆，特别是压缩水冷却核反应堆，所设计的可拆卸的燃料组件。

水冷核反应堆，特别是压缩水核反应堆，包括若干个由一束相当长的燃料棒（彼此平行排列並装在由导管制成的骨架内）组成的组件、若干个支撑构件和二个端块。这些导管沿燃料组件的轴向安放，並连接到沿该组合长度方向有规律地隔开的横向支撑构件上。

导管的两端各连到一个端块上，这两个端块是固定和封闭燃料组件的地方。

燃料组件的这些燃料棒组成一束，在这个束中，燃料棒是彼此平行的，並在燃料组件的横断面上排列在由支撑构件确定的有规则的栅格中。导管装在栅格的一定位置上，並且导管通常是与支撑构件刚性连接的。

导管的长度大于燃料棒的长度，並配置在该束之中，以便使导管的两端相对于燃料棒束均有一个凸出部分。端块就安装在导管的这些凸出部分上，以使燃料组件两端闭合。

燃料棒由核燃料的烧结芯块堆放在一个金属壳内构成，金属壳将烧结芯块与环绕燃料组件的液体隔开。一旦一个燃料棒的金属壳发生断裂，必须迅速更换，以防止放射性物质泄漏到反应堆的冷却流体中去。为了易于置换燃料棒，必须卸掉燃料组件的一个端块，将该端块与导管拆开。

每个端块含有仿照导管栅格制成的通孔，其中各插入並固定一个导管。

因此，为了能够在燃料组件中置换损伤的燃料棒，必须设计研制新的燃料组件，它们所包含的导管至少有一端与端块的联接是可以拆卸的。

为了置换损伤的燃料棒，将燃料组合垂直放入水下（例如贮井中），由一个端块（即底端块）支在井底。从井口到一定的水深，另一个端块（即顶端块）是可以拆卸的。

在一种已知的可拆卸的燃料组件中，导管插到燃料组件顶端块里的那部分，有一个可径向膨胀的部件，例如，它可以装在导管的端部。这个可膨胀部件可以是一个带有切口的衬套，它有一部分径向外凸，以便在导管通孔中与端块内形状相应的凹槽相配合。将一个锁紧套筒插入导管，使切口衬套径向膨胀並锁紧导管，它的径向外凸部件正好与顶端块里的凹槽相配合。

导管只有部分长度啮合在顶块连接板的通孔里，通孔的其余部分（导管之上）露出端块连接板的上表面。

上述的这种燃料组件导管的可拆卸连接形式是众所周知的，它包括一个锁紧套筒，该套筒使切口衬套保证导管的膨胀，而导管可以通过紧固箍做轴向伸展，当锁紧套筒在导管内到位时，该紧固箍正好与导管之上並露出连接板上表面的通孔部分相配合。连接板通孔的这一部分有径向凹槽，並且，当锁紧套筒在导管中到位后，紧固箍发生变形，这样，紧固箍的变形部分就固定在凹槽内，达到了锁紧套筒在轴向和转动方向上的锁紧。

从燃料组合的顶上进行上述操作，有效地将导管紧固，这些並没有什么困难。

然而，要拆掉导管，首先要将由紧固箍固定在端块内的锁紧套筒拔出。

在拆掉燃料组件顶端块之前拔出锁紧套筒，要求使用比较复杂的工具，而且由紧固箍将锁紧套筒固紧得越有效，所要求的拔出力就越大。

因此，本发明的目的是打算为轻水冷却核反应堆设计这样一种可拆卸的燃料组件，它包括装在由导管构成的支架内的一束平行燃料棒，几个支撑构件和固定在导管两端的端块，其中至少有一个端块以可拆卸的结构形式固定在导管的一端，这种导管的一端可径向变形並具有径向外凸的锁紧部位，将导管的这端啮入端块通孔的一部分，而该通孔在接收导管的这部分具有一个轮形扩槽，以接收导管的锁紧部位，用一个锁紧套筒来实现导管端部的径向膨胀，並将它的锁紧部位固定在端块通孔的轮形扩槽内，该锁紧套筒由衬套和紧固箍组成，衬套用来膨胀导管，紧固箍用来在锁紧套筒锁紧到位时将导管端部的环凸固紧在端块内，在导管没进入的那一部分端块通孔里，至少有一个径向凹槽，在凹槽中，紧固箍发生变形，以固紧锁紧套筒，尽管这个锁紧套筒可以将导管有效而又牢固地锁紧在可拆卸的端块内，这个燃料组件仍是易于拆卸的。

为此，紧固箍至少有两个筒形段，它们彼此被至少两个沿紧固箍母线方向作成的切口分开，而穿通端块的通孔在锁紧套筒锁紧到位时至少具有一个径向凹槽与至少一个筒形段相重合。

现在，我们通过一个非限制性的例子，对照附图，对一个按照本发明为压缩水核反应堆所设计的可拆卸燃料组件的具体装置进行说明，以便更清楚地理解本发明。

图1是压缩水核反应堆燃料组件的正视图。

图2是图1所示组件的骨架的正视图。

图3是该燃料组件顶端块的局部正剖视图。

图4是图3所示的顶端块4方向上的平面图。

图5是按本发明制成的可拆卸燃料组件的导管端部的轴向剖视图，其中，锁紧套筒在该组件连接板内处在锁紧的位置上。