一种上端限位的燃料组件制造技术

本发明专利技术涉及核燃料组件技术领域，具体公开了一种上端限位的燃料组件，在燃料棒的上端与上管座底部之间设有限位装置，用于对燃料棒的上端沿径向限位。本发明专利技术燃料组件可以利用在燃料棒上端与上管座底部之间设置的限位装置提供的径向定位来限制燃料棒，在组件受到震动或冲击时，减小对定位格架的冲击，避免燃料棒过度弯曲造成损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种上端限位的燃料组件
本专利技术属于核燃料组件
，具体涉及一种上端限位的燃料组件。
技术介绍
核电站反应堆运行过程中，核燃料的性能是影响反应堆安全性和经济性的重要因素。因此国际上一直将燃料元件的研究放在十分突出的地位，通过优化燃料元件设计、采用先进结构材料、改进元件制造工艺等方法，不断提高核燃料元件的各种性能，促使核电向更安全和更经济的方向发展。安全性和经济性是核电发展的基础，几乎所有的核电技术发展都以增加核电安全性和经济性为目标。燃料元件作为核电厂反应堆核心部件，其性能是核电安全性和经济性最主要影响因素之一，因此国际上一直将燃料元件的研究放在十分突出的地位，通过优化燃料元件设计、采用先进结构材料、改进元件制造工艺等方法，不断提高核燃料元件的各种性能，促使核电向更安全和更经济的方向发展。现有的燃料组件多为细长棒束结构，一般燃料组件都是由上、下管座，燃料棒，定位格架，导向管，仪表管以及连接螺钉等构成。上、下管座通过导向管相连，在导向管外侧焊接多层定位格架，用于固定燃料棒，燃料棒一般悬于上、下管座之间。燃料组件在反应堆堆芯安装时，一般通过堆芯上、下栅板固定上、下管座，通过导向管以及定位格架来束缚燃料棒，防止燃料棒在堆芯内窜动进而发生破损，特别是在地震，LOCA等事故下，需要束缚住燃料棒。但是燃料棒比较细长，总体刚度较小，为了能使燃料组件满足在地震、LOCA等事故中保持完整性，对燃料组件的结构设计提出了非常高的要求。因此，亟需设计一种具有更高抗震、抗冲击能力的燃料组件。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种上端限位的燃料组件，以增强组件的抗震，抗冲击的能力。本专利技术的技术方案如下：一种上端限位的燃料组件，包括上管座、导向管、定位格架、燃料棒、下管座和仪表管；所述的燃料棒、导向管和仪表管插设于定位格架中；所述的定位格架有多个，沿燃料棒的轴向依次设置；所述的导向管和仪表管的上端与上管座固定连接，下端与下管座固定连接；在所述燃料棒的上端与上管座底部之间设有限位装置，用于对燃料棒的上端沿径向限位；所述燃料棒的下端插入下管座中；在所述的上管座上设有上管座燃料棒孔、上管座流水孔以及上管座导向管孔；在所述的下管座上设有下管座燃料棒孔、下管座流水孔以及下管座导向管孔。所述的燃料棒为下端固定燃料棒；所述的限位装置为下端固定燃料棒上端延长段，下端固定燃料棒上端延长段设于下端固定燃料棒的顶端；所述的下端固定燃料棒上端延长段伸入上管座燃料棒孔中，下端固定燃料棒下端与下管座固定。所述的下端固定燃料棒上端延长段直径小于下端固定燃料棒的直径；下端固定燃料棒上端延长段伸入上管座燃料棒孔A中的高度为3～10mm。所述的限位装置还包括在上管座下方加装上端限位板；在上端限位板上分布有限位板燃料棒孔、限位板流水孔、限位板导向管孔以及限位板螺钉孔；下端固定燃料棒上端延长段穿过限位板燃料棒孔后，插入上管座燃料棒孔中定位，下端固定燃料棒上端延长段可以在上管座燃料棒孔中伸缩滑动，并不会影响上管座的功能。所述的上端限位板通过依次穿过限位板螺钉孔和限位板连接套管后、拧入上管座底板上的限位板连接螺钉，与上管座相连接。所述的下端固定燃料棒下端通过卡扣与下管座固定；所述的卡扣为加工在下端固定燃料棒下端外侧壁上的凸起倒钩结构，可与下管座燃料棒孔稳固连接。所述的燃料棒为非固定燃料棒，限位装置为压紧弹簧；非固定燃料棒下端插入下管座燃料棒孔中，非固定燃料棒上端穿过压紧弹簧后伸入上管座燃料棒孔中，通过压紧弹簧与上管座配合压紧非固定燃料棒，使非固定燃料棒下端不会弹出下管座。所述的限位装置还包括在上管座下方加装上端限位板；在上端限位板上分布有限位板燃料棒孔、限位板流水孔、限位板导向管孔以及限位板螺钉孔；非固定燃料棒下端插入下管座燃料棒孔中，非固定燃料棒上端依次穿过压紧弹簧和限位板燃料棒孔后，于上管座燃料棒孔中定位，通过压紧弹簧与上端限位板配合压紧非固定燃料棒，使非固定燃料棒下端不会弹出下管座。所述的上端限位板通过依次穿过限位板螺钉孔和限位板连接套管后、拧入上管座底板上的限位板连接螺钉，与上管座相连接。所述的燃料组件适用于压水堆、快堆、低温供热堆、空间堆、沸水堆、微堆、零功率堆、重水堆、动力堆或船用动力堆堆型。本专利技术的显著效果在于：(1)本专利技术燃料组件适用于常见的棒状燃料元件，也适用于更大外径的燃料元件，如环形燃料元件，对燃料棒提供横向定位增加燃料组件强度，同时并不增大燃料组件流阻。(2)本专利技术燃料组件可以利用在燃料棒上端与上管座底部之间设置的限位装置提供的径向定位来限制燃料棒，在组件受到震动或冲击时，减小对定位格架的冲击，避免燃料棒过度弯曲造成损伤。(3)本专利技术燃料组件的上管座可以在径向限制燃料棒，而轴向并不限制燃料棒，这就可以保证在地震或LOCA事故下，燃料棒所受的载荷最终可以作用于上下管座，而减少对定位格架及导向管的载荷，进而在安全裕度允许的情况下，可以简化定位格架和导向管的设计，降低成本。(4)本专利技术燃料组件采用多个轴向设置的定位格架夹持燃料元件，对燃料元件进行固定，并保持燃料元件间距，使得燃料元件在压水堆核电厂的堆芯中位于固定位置，并且能使得燃料棒在两端受到横向支撑和定位，增加了整体强度。(5)本专利技术燃料组件通过采用燃料棒下端固定式结构或上端通过压紧弹簧压紧固定的结构，避免悬空式燃料元件在受到较长时间辐照时，定位格架夹持力减小，导致燃料元件下落的缺陷，同时压紧弹簧并不影响燃料棒的伸长。附图说明图1为上管座示意图；图2为下管座示意图；图3为上端限位燃料组件示意图；图4为上端限位燃料棒示意图；图5为燃料棒上端限位安装示意图；图6为燃料棒固定在下管座中示意图；图7为带燃料棒压紧弹簧的上端限位燃料组件示意图；图8为上端限位下端未固定与下管座燃料棒示意图；图9为带燃料棒压紧弹簧的燃料棒上端限位安装示意图A；图10为燃料棒压紧弹簧示意图；图11为带上端限位板的上端限位燃料组件示意图；图12为带上端限位板的上管座示意图；图13为上端限位板示意图；图14为燃料棒上端限位安装示意图；图15为带上端限位板并带有燃料棒压紧弹簧的上端限位燃料组件示意图；图16为带燃料棒压紧弹簧的燃料棒上端限位安装示意图B。图中：1.上管座；2.导向管；3.定位格架；4.下端固定燃料棒；5.下管座；6.下端固定燃料棒上端延长段；7.上管座燃料棒孔A；8.卡扣；9.压紧弹簧；10.非固定燃料棒上端；11.上管座燃料棒孔B；12.仪表管；13.上端限位板；14.限位板连接套管；15.限位板连接螺钉；16.限位板燃料棒孔；17.限位板流水孔；18.限位板导向管孔；19.限位板螺钉孔；20.上管座燃料棒孔C；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上端限位的燃料组件，其特征在于：包括上管座(1)、导向管(2)、定位格架(3)、燃料棒、下管座(5)和仪表管(12)；/n所述的燃料棒、导向管(2)和仪表管(12)插设于定位格架(3)中；/n所述的定位格架(3)有多个，沿燃料棒的轴向依次设置；/n所述的导向管(2)和仪表管(12)的上端与上管座(1)固定连接，下端与下管座(5)固定连接；/n在所述燃料棒的上端与上管座(1)底部之间设有限位装置，用于对燃料棒的上端沿径向限位；/n所述燃料棒的下端插入下管座(5)中；/n在所述的上管座(1)上设有上管座燃料棒孔、上管座流水孔以及上管座导向管孔；/n在所述的下管座(5)上设有下管座燃料棒孔、下管座流水孔以及下管座导向管孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种上端限位的燃料组件，其特征在于：包括上管座(1)、导向管(2)、定位格架(3)、燃料棒、下管座(5)和仪表管(12)；
所述的燃料棒、导向管(2)和仪表管(12)插设于定位格架(3)中；
所述的定位格架(3)有多个，沿燃料棒的轴向依次设置；
所述的导向管(2)和仪表管(12)的上端与上管座(1)固定连接，下端与下管座(5)固定连接；
在所述燃料棒的上端与上管座(1)底部之间设有限位装置，用于对燃料棒的上端沿径向限位；
所述燃料棒的下端插入下管座(5)中；
在所述的上管座(1)上设有上管座燃料棒孔、上管座流水孔以及上管座导向管孔；
在所述的下管座(5)上设有下管座燃料棒孔、下管座流水孔以及下管座导向管孔。


2.如权利要求1所述的一种上端限位的燃料组件，其特征在于：所述的燃料棒为下端固定燃料棒(4)；
所述的限位装置为下端固定燃料棒上端延长段(6)，下端固定燃料棒上端延长段(6)设于下端固定燃料棒(4)的顶端；
所述的下端固定燃料棒上端延长段(6)伸入上管座燃料棒孔中，下端固定燃料棒下端(25)与下管座(5)固定。


3.如权利要求2所述的一种上端限位的燃料组件，其特征在于：所述的下端固定燃料棒上端延长段(6)直径小于下端固定燃料棒(4)的直径；
下端固定燃料棒上端延长段(6)伸入上管座燃料棒孔A(7)中的高度为3～10mm。


4.如权利要求3所述的一种上端限位的燃料组件，其特征在于：所述的限位装置还包括在上管座(1)下方加装上端限位板(13)；
在上端限位板(13)上分布有限位板燃料棒孔(16)、限位板流水孔(17)、限位板导向管孔(18)以及限位板螺钉孔(19)；
下端固定燃料棒上端延长段(6)穿过限位板燃料棒孔(16)后，插入上管座燃料棒孔中定位，下端固定燃料棒上端延长段(6)可以在上管座燃料棒孔中伸缩滑动，并不会影响上管座(1)的功能。


5.如权利要求4所述的一种上端限位的燃料组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓军，史宝磊，季松涛，刁均辉，邹远方，韩智杰，胡立强，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11