用于核燃料组件底端部的碎屑过滤器和制造这种碎屑过滤器的方法技术

一种被设计为用于核燃料组件底端部的碎屑过滤器，包括下部喷嘴(8)并且碎屑过滤器(18)通过下部喷嘴(8)来支撑。碎屑过滤器(18)具有入口表面(18A)和与入口表面(18A)相对的出口表面(18B)，并且包括保留能力从入口表面(18A)到出口表面(18B)逐渐或逐级增高的至少一个过滤部(18D)。一个过滤部(18D)。一个过滤部(18D)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于核燃料组件底端部的碎屑过滤器和制造这种碎屑过滤器的方法


[0001]本专利技术涉及用于核反应堆的核燃料组件，特别是用于轻水核反应堆的核燃料组件。

技术介绍

[0002]用于轻水反应堆的核燃料组件通常包括一捆沿着纵向轴线延伸的燃料棒，它们通过支撑结构以间隔开的关系纵向和横向地支撑。
[0003]在使用中，多个核燃料组件在反应堆容器中竖直地定位并且并排设置，从而形成反应堆芯，并且使得冷却流体(例如，水)竖直地流过核燃料组件。冷却流体的功能在于调节核反应并且从核燃料组件的燃料棒中回收热量。
[0004]冷却流体中的碎屑会潜在地损坏核燃料组件的燃料棒，为了消除这种风险，核燃料组件可设置有底端部，其包括用于接收冷却流体流的下部喷嘴以及碎屑过滤器，例如在EP2204819A1和EP2164076A1中公开。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是使得能够提供一种在较低的或适当的压力损失下有效地收集碎屑的核燃料组件底端部的碎屑过滤器，该碎屑过滤器优选是易于制造的。
[0006]为此目的，本专利技术提出了一种用于核燃料组件底端部的碎屑过滤器，其包括下部喷嘴，并且碎屑过滤器通过下部喷嘴来支撑，碎屑过滤器具有入口表面和与入口表面相对的出口表面，其中碎屑过滤器包括保留能力从入口表面到出口表面(18B)逐渐或逐级增高的至少一个过滤部。
[0007]随着保留能力从入口表面朝向出口表面增高，较大的碎屑被保留在入口表面附近并且较小的碎屑穿入到碎屑过滤器中但是被保留在碎屑过滤器的出口表面附近。
[0008]可将碎屑过滤器的具有较低保留能力的层或部分和/或具有较大尺寸的流动开口形成为比碎屑过滤器的具有较高保留能力的层或部分和/或具有较小尺寸的流动开口更具机械抗性。
[0009]具有较高保留能力的层可设置有比具有较低保留能力的层厚度更薄的壁部，以使流动开口的数量最大并且限制穿过碎屑过滤器的压力损失。
[0010]在特定的实施方式中，碎屑过滤器包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的一个或多个以下的可选特征：
[0011]‑
碎屑过滤器包括在入口表面与出口表面之间彼此叠置的多个重叠的过滤层，这些过滤层具有不同的保留能力；
[0012]‑
当从入口表面到出口表面考虑过滤层时，每个在前的过滤层的保留能力都严格低于后一个过滤层；
[0013]‑
碎屑过滤器还包括在碎屑过滤器的入口表面上突出的多个过滤结构，每个过滤
结构都具有沿着结构轴线间隔开的结构基部和结构顶端，每个过滤结构都包括围绕结构轴线在周向上分布的叶片，每个叶片都具有连接至结构基部的一个端部以及连接至结构顶端的另一个端部，每个叶片都与相同的过滤结构中的每个相邻的叶片一起界定狭槽；
[0014]‑
每个叶片都在周向上与相同的过滤结构中的每个相邻的叶片交叠；
[0015]‑
每个过滤结构的每个叶片都围绕过滤结构的结构轴线螺旋形地延伸；
[0016]‑
每个过滤结构都被构造为向流过过滤结构的流体赋予围绕结构轴线的旋风效应或旋流。
[0017]还涉及一种核燃料组件，其包括具有上文限定的碎屑过滤器的底端部。
[0018]还涉及一种制造根据前述任一项权利要求所述的碎屑过滤器的方法，其包括至少部分地通过增材制造来制造碎屑过滤器。
[0019]在特定的实施方式中，制造方法包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的一个或多个以下的可选特征：
[0020]‑
通过增材制造将碎屑过滤器至少部分地构建在下部喷嘴上；
[0021]‑
将至少两个过滤层单独制造并组装在一起来获得碎屑过滤器；
[0022]‑
通过增材制造将至少两个过滤层在单件材料中整体制成。
附图说明
[0023]通过阅读仅通过举例的方式给出并且参考附图做出的以下说明将更好地理解本专利技术及其优点，在附图中：
[0024]图1是BWR核燃料组件的侧视图；
[0025]图2是核燃料组件的底端部的剖视图；
[0026]图3是根据另一个实施方式的底端部的剖视图；
[0027]图4是碎屑过滤器的局部侧视图；
[0028]图5是图4的碎屑过滤器的过滤结构沿着图4中的线V
‑
V截取的剖视图；
[0029]图6是图4的碎屑过滤器的局部俯视图；
[0030]图7是碎屑过滤器的侧视图；并且
[0031]图8是PWR核燃料组件的侧视图。
具体实施方式
[0032]图1所示的核燃料组件2沿着纵向轴线L延长。在使用中，核燃料组件在纵向轴线L基本上竖直延伸的情况下定位在核反应堆芯中，核燃料组件放置在下部堆芯板上。
[0033]在下文中，除非另有说明，否则术语“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“上”和“下”参考核燃料组件2的使用位置来使用。
[0034]核燃料组件2包括一捆燃料棒4，它们沿着纵向轴线L延长并且彼此平行地延伸。
[0035]每个燃料棒4都包括管状包壳接收的核燃料，例如核燃料的芯块被堆叠在管状包壳中，并且端盖封闭住管状包壳的端部。
[0036]核燃料组件2包括纵向和横向地支撑燃料棒4的支撑结构6。
[0037]支撑结构6被构造以间隔开的关系横向地保留燃料棒4。燃料棒4例如在虚拟网络、优选规则的网络的节点处设置在栅格中。燃料棒之间的横向间隙允许冷却流体主要纵向地
流过燃料棒之间。
[0038]核燃料组件2的支撑结构6包括下部喷嘴8、上部喷嘴10以及沿着燃料棒4分布的支撑网格12。燃料棒4在穿过间隔网格12的情况下在下部喷嘴8与上部喷嘴10之间延伸。间隔网格12的功能是以间隔开的关系纵向且横向地保留燃料棒4。
[0039]图1的核燃料组件2用于沸水反应堆(BWR)。
[0040]通过替换栅格中的燃料棒4以及环绕一捆燃料棒4的燃料通道16将包括水通道14(或“水棒”)的电枢6结合在一捆燃料棒4内。
[0041]水通道14和燃料通道16在下部喷嘴8与上部喷嘴10之间延伸并同时连接至下部喷嘴8和上部喷嘴10。附接在水通道14上的间隔网格12沿着水通道14分布在多个位置处。
[0042]在使用中，核燃料组件2竖直地定位在下部堆芯板上，使得下部喷嘴8接收穿过下部喷嘴8进入到一捆燃料棒4中的冷却流体流，如箭头F所示。
[0043]核燃料组件2包括位于下部喷嘴8内的碎屑过滤器18。下部喷嘴8和碎屑过滤器18一起限定了核燃料组件2的底端部20。
[0044]碎屑过滤器18被构造为收集存在于通过下部喷嘴8进入到核燃料组件2中的冷却流体中的碎屑。
[0045]如图2所示，下部喷嘴8包括下部垫板22和喷嘴部24。
[0046]下部垫板22尤其是被构造为与水通道14和燃料通道16附接。喷嘴部24被构造为接收冷却流体流并将其引导至水通道14和燃料通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于核燃料组件底端部的碎屑过滤器，其包括下部喷嘴(8)，并且所述碎屑过滤器(18)通过所述下部喷嘴(8)来支撑，所述碎屑过滤器(18)具有入口表面(18A)和与所述入口表面(18A)相对的出口表面(18B)，其中所述碎屑过滤器(18)包括保留能力从所述入口表面(18A)到所述出口表面(18B)逐渐或逐级增高的至少一个过滤部(18D)。2.根据权利要求2所述的碎屑过滤器，其中，所述碎屑过滤器包括在所述入口表面(18A)与所述出口表面(18B)之间彼此叠置的多个重叠的过滤层(40，42，44)，所述过滤层(40，42，44)具有不同的保留能力。3.根据权利要求1或2所述的碎屑过滤器，其中，当从所述入口表面(18A)到所述出口表面(18B)考虑所述过滤层(40，42，44)时，每个在前的过滤层(40，42)的保留能力都严格低于后一个过滤层(42，44)。4.根据前述任一项权利要求所述的碎屑过滤器，其还包括在所述碎屑过滤器(18)的所述入口表面(18A)上突出的多个过滤结构(50)，每个所述过滤结构(50)都具有沿着结构轴线(A)间隔开的结构基部(52)和结构顶端(54)，每个所述过滤结构(50)都包括围绕所述结构轴线(A)在周向上分布的叶片(56)，每个所述叶片都具有连接至所述结构基部(52)的一个端部以及连接至所述结构顶端(54)的另一个端部，每个所述叶片(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里德里希，
申请(专利权)人：法玛通公司，
类型：发明
国别省市：