專利名稱:一種低壓降防異物燃料組件下管座的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料組件技術，具體涉及一種低壓降防異物燃料組件下管座。
背景技術：
燃料組件是核反應堆堆芯的關鍵部件，它產(chǎn)生熱能并將此熱能傳遞給冷卻劑。下管座位于燃料組件底部，是燃料組件下部接口及支撐部件，為燃料組件下端提供橫向和軸向定位，承擔燃料組件的全部重量以及來自燃料組件內(nèi)部、堆內(nèi)構件和相關組件的載荷。同時下管座還是冷卻劑進入堆芯的入口，對冷卻劑起到流量分配的作用。
目前國際上主要的壓水堆燃料組件均采用帶有防異物功能的下管座，防止尺寸較大異物進入燃料組件內(nèi)部，鉤掛在格架上隨冷卻劑沖刷擺動，造成燃料棒包殼磨蝕破損。除了防異物功能，在確保下管座強度、疲勞滿足要求并具備充分的流量分配能力的同時，下管座設計時應盡量降低其阻力系數(shù)，以確保燃料組件整體壓降控制在可接受范圍之內(nèi)。
以西屋公司AP1000型燃料組件的防異物下管座DFBN為例，如圖1所示，采用帶有均布小圓孔的下管座格板分配流量，通過孔徑限制可通過的異物大小，同時通過優(yōu)化孔型，采用入口雙倒角出口單倒角的文丘里結構來降低下管座的壓降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低壓降防異物燃料組件下管座，其即具備下管座基本的流量分配、支撐定位功能，還可在確保有足夠的強度承受來自燃料組件內(nèi)部、堆內(nèi)構件和相關組件的載荷的基礎上，具備相對現(xiàn)有下管座設計來說更低的壓降特性，同時保持盡可能高的防異物能力。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案:一種低壓降防異物燃料組件下管座，其包括支撐框架，以及固定在支撐框架上 方的下管座格板；所述的下管座格板包括兩層板，其中一層板為大孔板，另一層為設置在大孔板上方或下方的柵格板；所述的柵格板為垂直薄片構成的網(wǎng)狀柵格結構；所述的大孔板為與柵格板尺寸相吻合的平板結構，大孔板上均勻排列多行多列大小流水孔；在俯視投影上每個大圓流水孔都被柵格板的柵格劃分為多份，每個大圓流水孔位置設置避開燃料棒的投影位置。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的柵格板在與每個導向管及儀表管對應連接位置處布置有連接板；每塊連接板的四角處各開設有一個小流水孔；每塊連接板的中心還開有鎖緊螺釘孔，以供鎖緊螺釘穿過實現(xiàn)下管座同導向管及儀表管的連接。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的大孔板在俯視投影上每個小流水孔位置處開有直徑相同的小圓流水孔。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的柵格板和大孔板通過焊接或鉚接固定在一起。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的大孔板厚度在12mm 20mm,大孔板上的每個大圓流水孔直徑在7mm 11mm。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的大圓流水孔的圓孔一端或兩端進行圓角或倒角處理。
如上述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的柵格板厚度在2mnT5mm。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其所述的柵格板由薄片沖孔制成；或者所述的柵格板由垂直薄片交叉焊接固定并放置在外圍框架內(nèi)構成。
如上所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述連接板上的每個小流水孔直徑在5mm 8mm。
本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明所述的燃料組件下管座通過大孔板和柵格板的配合，具有均勻的流量分配功能，同時實現(xiàn)下管座強度、壓降和防異物功能的平衡。較厚的大孔板確保該下管座具有足夠的強度承受操作、運輸及堆內(nèi)運行時所受的載荷，同時大孔板流通面積增大降低了管座整體的壓降，可以使用更簡單的直孔或單倒角直孔，降低制造的難度。柵格板結構確保了孔徑增大后依然有充足的異物過濾能力。
圖1為現(xiàn)有下管座結構示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的低壓降防異物下管座結構示意圖；
圖3為圖2的俯視圖；
圖4為柵格板結構示意圖；`
圖5為大孔板結構示意圖；
圖6為流水孔位置圖；
圖中:1—柵格；2—外圍框架；3—連接板；4-小流水孔；5——鎖緊螺
釘孔；6——大圓流水孔；7——燃料棒；8——下管座格板；9——支撐框架；10——小圓流水孔。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座作進一步描述。
本發(fā)明所述的一種燃料組件下管座包括支撐框架9，以及焊接固定在支撐框架9上方的下管座格板8。
該下管座格板8包括兩層板，其中一層板為大孔板，另一層為設置在大孔板上方或下方的柵格板。柵格板和大孔板通過焊接或鉚接固定在一起。
如圖4所示，柵格板為垂直薄片構成的網(wǎng)狀柵格結構。柵格板可在與每個導向管及儀表管對應連接位置處布置有連接板3。每塊連接板3的四角處各開設有一個小流水孔
4。每塊連接板3的中心還開有鎖緊螺釘孔5，以供鎖緊螺釘穿過實現(xiàn)下管座同導向管及儀表管的連接。柵格板厚度在2mm 5mm(例如:2mm、3mm或5mm)。柵格板可由薄片沖孔制成；或者也可由垂直薄片交叉焊接固定并放置在外圍框架2內(nèi)構成。小流水孔4直徑在5_ 8mm (例如:5mm、6mm 或 8mm)ο
如圖5所示，大孔板為與柵格板尺寸相吻合的平板結構，大孔板上均勻排列多行多列大小流水孔4 ;在俯視投影上每個大圓流水孔6都被柵格板的柵格I劃分為多份，每個大圓流水孔6位置設置避開燃料棒7的投影位置。
大孔板為與柵格板尺寸相吻合的平板結構，在除了與每個導向管及儀表管對應位置處，均布有緊密排列的大圓流水孔6，在俯視投影上每個大圓流水孔6都被柵格板的柵格I劃分為四份。大孔板厚度在12mm 20mm (例如:12mm、15mm或20mm),大孔板上的每個大圓流水孔6直徑在7mm Ilmm (例如:7mm、9mm或11mm)。
本發(fā)明中大孔板主要負責承擔燃料組件骨架中導向管傳遞來的載荷。大圓流水孔6的設置可以提升整個格板的流通面積，從而降低壓降；大圓流水孔6的圓孔一端或兩端進行圓角或倒角處理，以進一步降低壓降。
如圖3所示，大孔板和柵格板安裝完成后，在俯視投影上每個大圓流水孔6都被柵格板劃分為四份，從而降低了單個流通區(qū)域的尺寸，限制了可通過異物的尺寸，補償了孔徑增大造成的過濾能力下降，提升了下管座整體的防異物能力。
對于典型的17X17壓水堆燃料組件，如圖2和圖3所示，柵格板設置在大孔板上方。柵格板上在與每個導向管及儀表管對應連接位置處布置有25個連接板3。大孔板上除了導向管及儀表管對應位置處，均布排列16X16大圓流水孔6。如圖6所不,所有的大圓流水孔6位置避開了 264根燃料棒7的投影位置，以防止定位格架夾持力不足時，燃料棒下落堵住流水孔或穿過下管座掉出堆芯。本實施例中，大圓流水孔6的孔徑在IOmm左右，大孔板厚18mm左右時，下管座的峰值應力在170MPa左右。強度疲勞性能符合ASMENG分卷的相關規(guī)定。
本發(fā)明所述的燃料組件下管座，由于流水孔徑增大，在孔型相同的情況該下管座設計比均布小圓流水孔的典型下管座設計阻力系數(shù)低30%以上。孔徑增大后造成的承載能力降低可通過板厚增加進行補償。
權利要求
1.一種低壓降防異物燃料組件下管座，其包括支撐框架(9)，以及固定在支撐框架(9)上方的下管座格板(8)，其特征在于: 所述的下管座格板(8)包括兩層板，其中一層板為大孔板，另一層為設置在大孔板上方或下方的柵格板； 所述的柵格板為垂直薄片構成的網(wǎng)狀柵格結構；所述的大孔板為與柵格板尺寸相吻合的平板結構，大孔板上均勻排列多行多列大小流水孔(4);在俯視投影上每個大圓流水孔(6)都被柵格板的柵格(I)劃分為多份，每個大圓流水孔(6)位置設置避開燃料棒(7)的投影位置。
2.根據(jù)權利要求
1所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的柵格板在與每個導向管及儀表管對應連接位置處布置有連接板(3);每塊連接板(3)的四角處各開設有一個小流水孔(4);每塊連接板(3)的中心還開有鎖緊螺釘孔(5)，以供鎖緊螺釘穿過實現(xiàn)下管座同導向管及儀表管的連接。
3.根據(jù)權利要求
2所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的大孔板在俯視投影上每個小流水孔(4)位置處開有直徑相同的小圓流水孔(4)。
4.根據(jù)權利要求
1或2所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的柵格板和大孔板通過焊接或鉚接固定在一起。
5.根據(jù)權利要求
1所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的大孔板厚度在12mm 20mm,大孔板上的每個大圓流水孔(6)直徑在7mm 11mm。
6.根據(jù)權利要求
3所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的大圓流水孔(6)的圓孔一端或兩端進行圓角或倒角處理。
7.根據(jù)權利要求
1所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的柵格板厚度在2mm 5mm。
8.根據(jù)權利要求
5所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述的柵格板由薄片沖孔制成；或者所述的柵格板由垂直薄片交叉焊接固定并放置在外圍框架(2)內(nèi)構成。
9.根據(jù)權利要求
2所述的一種低壓降防異物燃料組件下管座，其特征在于:所述連接板上的每個小流水孔(4)直徑在5mm 8mm。
專利摘要
本發(fā)明提供一種低壓降防異物燃料組件下管座，其包括支撐框架，以及固定在支撐框架上方的下管座格板；所述的下管座格板包括兩層板，其中一層板為大孔板，另一層為設置在大孔板上方或下方的柵格板；所述的柵格板為垂直薄片構成的網(wǎng)狀柵格結構；所述的大孔板為與柵格板尺寸相吻合的平板結構，大孔板上均勻排列多行多列大小流水孔；在俯視投影上每個大圓流水孔都被柵格板的柵格劃分為多份，每個大圓流水孔位置設置避開燃料棒的投影位置。本發(fā)明所述的燃料組件下管座通過大孔板和柵格板的配合，具有均勻的流量分配功能，同時實現(xiàn)下管座強度、壓降和防異物功能的平衡。柵格板結構確保了孔徑增大后依然有充足的異物過濾能力。
文檔編號G21C3/33GKCN103247351SQ201310012014
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月14日
發(fā)明者周欣, 周云清, 劉松, 曾奇鋒, 賈紅軼, 鄭軼雄, 干富軍 申請人:上海核工程研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan