[发明专利]核反应堆用燃料组件的定位格架，包括所附弹簧

说明书

本发明涉及核反应堆用燃料组件的定位格架及所附弹簧。

核反应堆的，特别是轻水核反应堆的燃料组件，一般包括一束燃棒，也即是由弱的中子吸收材料制的充填有裂变材料芯块的管件。组成燃料组件的燃料棒束是由一种刚性框架保持住，此框架包括：沿棒束长度分布的定位格架，插入并固定于定位格架某些栅元内的纵向导管，以及在燃料组件各端部处封闭框架并保持住燃料棒的端部喷嘴。上述定位格架则包括若干交错的狭带，它们确定出排列在一个一般具有方形单元的格子中的大致呈平行六面体的栅元。此种定位格架从横向上将燃料棒保持成束，这些燃料棒则通过定位格架的栅元内部。这样，燃料棒在横向上具有一种由定位格架确定的规则排列。某些个栅元则由导管占用，它们的端部则连接着燃料组件的封闭式喷嘴。定位格架的每个栅元纳置着或是燃料棒或是导管。

为了从横向上将燃料棒保持于定位格架的栅元内，必须对燃料棒施加横向力，为此设有保持装置，它们由格架中栅元的壁部支承并伸入到栅元之内。

各栅元所具尺寸能在燃料棒与栅元的壁部间提供大的间隙。这种间隙是为了让核反应堆的冷却剂流过和便于将燃料棒安装到组件内。

已提出过种种用来保持定位格架栅元中燃料棒的装置，它们包括着具有一个伸入到用来收纳一燃料棒的栅元内的主动弹性部的弹簧，以及一个与此弹簧相对也伸入到栅元内的刚性的支承止动件。引入到栅元内的燃料棒由位于所述止动件相对处的弹簧推到抵靠住止动件的位置。

一般，用来置纳燃料棒的每个平行六面体栅元包括：设在两个相邻壁部上的弹簧，以及与设有弹簧之壁部相对的两相邻壁上的两个各有两个支承止动件的组。

要是构成定位格架的狭带是由高弹性的材料构成，则可以通过在栅元的部分壁部上进行切开与推挤而加工出凹座与弹簧，此部分壁部本身则由格架的条带构成。但是，具有高弹性和高机械强度的材料会对上述组件的燃料元件提供的中子产生很强的吸收，就这一情形而论，这样的定位格架的用途会受到限制。

为此，已提出过由弱的中子吸收材料例如锆合金制的狭带来生产定位格架。此时，由例如镍合金之类弹性材料制的弹簧则装附到栅元的这样的壁部上，即在这些壁部相对的壁部上通过对狭带材料作切开与推挤而形成出支承凹座。此种弹簧通常制成发夹形式，包括两个具有用来构成此弹簧主动部的凸弯部分的分支，此主动部则伸入到定位格架的一个栅元内。上述发夹式弹簧是这样地配合到拟纳置它们的壁部之上，即，使得弹簧能完全围绕它所安装到的壁部。此壁部通常开有孔口和窗口，在其上可使弹簧的两个分支相互接触以便焊接，而使弹簧保持在壁部上。

发夹式弹簧一般包括两个分支，它们构成两个伸入到格架相邻栅元内的主动弹簧部件。这种弹簧称为双叠板簧。也采用称作单弹簧的弹簧，它包括一个主动分支和一个第二分支，此第二分支包括有用来保持此弹簧的凸出，此凸出则进入到通过格架壁部的孔口中。此外，在单弹簧的情形，该弹簧是通过焊接它的两个分支而围绕格架的壁部保持住。

发夹式弹簧制造时相当复杂，而装配此种弹簧的作业则要求焊接，这就要加长安装定位格架的作业时间并使其复杂化。事实上，每个定位格架包括数百个栅元，而绝大多数栅元包括两个上面安装弹簧的壁部。

在安装双叠板簧的栅元中，弹簧中一支的变形会影响到另一支变形。通过栅元的水通道还会有变动的形状和尺寸，这也会影响围绕燃料棒的冷却水流的分布。

此外，这种弹簧的两个分支的焊接可能导致弹簧所用金属的机械性质出现某种变化，甚至使此金属出现某种程度的脆裂。

于是本发明的目的在于提供用于核反应堆燃料组件的这样一种定位格架，它由界定出一批栅元的格子的交错的金属狭带构成，至少有一部分栅元，其中的每一个包括着至少一个与相邻栅元分开的壁部，此壁部构成为狭带的一部分，上面装附并固定着一个用来保持拟装纳于栅元内的燃料棒，此栅元的壁部在弹簧的纵向安装方向上两个相分开的端部区中经切开并推挤入相邻的栅元中，以构成两个用来将燃料棒保持在此相邻栅元中的凹座，这样的包括有栅元的定位格架能以简单方式生产和安装，不需用焊接作业将栅元固定到格架的壁部上。

为此目的，各个弹簧是由单一的金属叶片构成，叶片的两个端部基本上是在同一平面内，而中央部分则不在这两个端部所在的平面内，此两个端部中至少有一个沿横向设有两个弯出此端部平面的凸缘，它们处在与弹簧中央部分相对的方向上，同时每个用来安装一附着弹簧的壁部，它在一与各凹座相邻的结构中，在朝向第二凹座方向上包括一个用来保持弹簧一端的部分，而在与这种保持部分中至少一个相邻的结构中包括有通过此壁部的至少一个切口。