[发明专利]一种双头螺旋菱形支撑板正六边形核燃料组件

摘要

一种双头菱形支撑板正六边形核燃料组件，包括燃料棒组、导向管组、上管座组件、下管座组件、上格架和下格架；在上格架和下格架之间还包括菱形支撑板组、拉杆套管组；每块菱形支撑板倾斜布置在正六边形燃料组件略大于三分之一截面的范围内，呈双头螺旋，布置拉杆的首尾处折平，相邻菱形支撑板周向重叠；菱形支撑板采用薄板，2条外侧直边拓宽后折弯，管孔均双向翻边。本发明以螺旋流动强化核燃料棒束与冷却剂的传热；流动阻力较小，有利于提高燃料组件的热流密度和避免产生局部高温热点，可提高核反应堆运行安全性和经济性。

主权项

一种双头螺旋菱形支撑板正六边形核燃料组件，包括燃料棒组(1)、导向管组(2)、上管座组件(3)、下管座组件(4)、上格架(5‑1)和下格架(5‑2)；其中导向管组(2)上端连接上管座组件(3)和上格架(5‑1)，下端连接下格架(5‑2)和下管座组件(4)；燃料棒组(1)被上格架(5‑1)和下格架(5‑2)夹持在核燃料组件设计所确定的正三角形网格的棒位上；其特征在于：所述双头菱形支撑板正六边形核燃料组件还包括菱形支撑板组(6)和拉杆套管组(7)；所述菱形支撑板组(6)布置在上格架(5‑1)和下格架(5‑2)之间；所述菱形支撑板组(6)为双头螺旋布置，根据核燃料组件的截面尺寸、布置菱形支撑板组(6)的长度区间和倾斜角来确定菱形支撑板(6‑1)的数量；每个螺旋周期由3块菱形支撑板(6‑1)组成，每块菱形支撑板(6‑1)倾斜布置在正六边形燃料组件大于三分之一截面的范围内，呈截去尖头的菱形；菱形支撑板(6‑1)是薄板，从投影面看有2条内侧直边、2条外侧直边和2条短边，所述2条内侧直边分别与通过核燃料组件中心及正六边形的2个相间顶点的连线平行，并分别拓宽至位于与所述连线相邻且平行的管孔自然间隔中，使得相邻菱形支撑板的连接处呈周向重叠，重叠区包含一排燃料棒和最外侧的拉杆套管组(7)；所述2条短边是因为2条内侧直边的拓宽而造成的；在菱形支撑板(6‑1) 首尾处设有用于布置拉杆套管组的平面区(6‑1‑2)，即将菱形支撑板(6‑1) 两端在靠近拉杆孔的管孔自然间隔中折弯，将菱形支撑板(6‑1)分成中间的倾斜区(6‑1‑1)和两端的平面区(6‑1‑2)，使每根拉杆同时穿过2块相邻菱形支撑板(6‑1)并保持相邻两块菱形支撑板(6‑1)的后一块板的前缘平面区(6‑1‑2)与前一块板的后缘平面区(6‑1‑2)在外圈首尾贴合相接；以利于利用最少的拉杆数目来固定菱形支撑板(6‑1)；所述菱形支撑板(6‑1)倾斜区(6‑1‑1)的2条外侧直边与2条折弯边(6‑1‑3)相连；折弯方向相反，即安装位置较低的外侧直边的折弯边(6‑1‑3)向上折，位置较高的外侧直边的折弯边(6‑1‑3)向下折；所述菱形支撑板(6‑1)上的管孔与燃料棒组(1)和导向管组(2)及拉杆套管组(7)的相应位置一一对应，且除拉杆孔外，每个管孔均双向翻边，安装位置高的一半向下翻边，位置低的一半向上翻边；管孔翻边和折弯均是为了增强薄板的强度和刚度，翻边后形成的管孔与燃料棒的间隙有利于强化蒸发或沸腾传热；所述拉杆套管组(7)有3根拉杆(7‑1)、2组共6根不等距套管(7‑2)、与菱形支撑板数目N相匹配的数目为n的等距套管(7‑3) 且n=N‑3、2组共6根上下套管(7‑4)和6套螺母紧固件(7‑5)组成；每块菱形支撑板上穿有2根拉杆，位于菱形支撑板的长轴最外侧管位上；所述拉杆(7‑1)依次穿过下管座组件(4)、上下套管(7‑4)、下格架(5‑2)、不等距套管(7‑2)、若干周期的菱形支撑板(6‑1)和等距套管(7‑3)、最后3块菱形支撑板(6‑1)、不等距套管(7‑2)、上格架(5‑1)、上下套管(7‑4)和上管座组件(3)；拉杆两端分别穿过下管座组件(4)和上管座组件(3)的对应管孔并用螺母紧固件(7‑5)连接固定。