一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的是一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，主要解決了現(xiàn)有具有十字形通道的燃料組件均不能同時滿足堆芯頂部插入和實現(xiàn)控制棒組件的水力緩沖的問題。本發(fā)明包括呈2×2的方式排列的四個單元組件，該四個單元組件的壁面構(gòu)成十字形通道（1），其特征在于：該十字形通道（1）內(nèi)設(shè)置有緊密排列且便于控制棒插入的導(dǎo)向管（3）。本發(fā)明具有既可以實現(xiàn)控制棒組件從堆芯頂部插入，又可以實現(xiàn)控制棒組件的水力緩沖等優(yōu)點。
【專利說明】
一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料組件，具體涉及的是一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓水堆中，對于具有十字形通道結(jié)構(gòu)的反應(yīng)堆燃料組件，控制棒組件一般設(shè)計成從堆芯頂部插入。為了保證運行期間十字形控制棒落棒順暢，通常將控制棒與燃料組件的十字形通道之間考慮比較大的間隙，因而采用傳統(tǒng)束棒型控制棒組件的水力緩沖形式難以實現(xiàn)其緩沖作用，為了達(dá)到有效的緩沖目的，目前多見采用機(jī)械緩沖設(shè)計。
[0003]在沸水堆中，對于具有十字形通道結(jié)構(gòu)的反應(yīng)堆燃料組件，控制棒組件從堆芯底部插入到燃料組件中，其緩沖設(shè)計采用水力緩沖，控制棒組件的下端有一個速度控制器，控制棒的中間留有冷卻劑流道，通過增加水力阻力緩沖控制棒落棒。
[0004]在超臨界水冷堆中，十字形控制棒組件需要設(shè)計成從堆芯頂部插入，既要滿足反應(yīng)堆反應(yīng)性控制的要求，又要滿足控制棒落棒水力緩沖的需求。
[0005]因而，上述具有十字形通道的沸水堆燃料組件顯然無法滿足這一需求，而具有十字形通道的壓水堆燃料組件往往采用機(jī)械緩沖來實現(xiàn)十字形控制棒的落棒，在落棒過程中會對燃料組件產(chǎn)生過大的沖擊載荷，無法保證燃料組件受沖擊后的結(jié)構(gòu)完整性。因此，亟需設(shè)計一種新型燃料組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有具有十字形通道的燃料組件均不能同時滿足堆芯頂部插入和實現(xiàn)控制棒組件的水力緩沖的問題，提供既可以實現(xiàn)控制棒組件從堆芯頂部插入，又可以實現(xiàn)控制棒組件的水力緩沖的一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件。
[0007]為解決上述缺點，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，包括呈2 X 2的方式排列的四個單元組件，該四個單元組件的壁面構(gòu)成十字形通道，該十字形通道內(nèi)設(shè)置有緊密排列且便于控制棒插入的導(dǎo)向管。
[0008]本發(fā)明導(dǎo)向管的設(shè)置，可以容納控制棒組件從堆芯頂部自上而下插入堆芯，從而實現(xiàn)堆芯反應(yīng)性的控制；同時，通過導(dǎo)向管與束棒型控制棒相配合后，可以增大液體對控制棒組件的水力緩沖作用，進(jìn)而起主要緩沖作用，減小控制棒對燃料組件的落棒沖擊力。
[0009]進(jìn)一步，所述導(dǎo)向管為圓形且與十字形通道之間存在水隙。控制棒與導(dǎo)向管之間的擠水作用可使提棒狀態(tài)的組件功率分布得到明顯改善，進(jìn)而使組件功率峰因子有所降低。
[0010]為了達(dá)到最優(yōu)地緩沖作用，所述導(dǎo)向管由引導(dǎo)段、縮徑段和緩沖段組成。即通過比引導(dǎo)段直徑更小的緩沖段設(shè)置，進(jìn)一步增大液體對控制棒組件的水力緩沖作用，最大程度上減小控制棒對燃料組件的落棒沖擊力。
[0011]為了達(dá)到較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗沖擊性能，所述四個單元組件通過塞條固定連接，該塞條位于十字形通道的四個端部。且通過塞條與單元組件焊接形成燃料組件和十字形通道的設(shè)置，使燃料組件的制造更加簡單。
[0012]進(jìn)一步，所述單元組件由組件盒、設(shè)置在組件盒中央?yún)^(qū)域的水棒盒，以及設(shè)置在組件盒和水棒盒之間的燃料棒構(gòu)成。
[0013]更進(jìn)一步地，所述燃料棒的層數(shù)為兩層及以上，呈正方形柵格形式排列。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
1、本發(fā)明導(dǎo)向管可以容納控制棒組件，使其從堆芯頂部自上而下插入堆芯，從而實現(xiàn)堆芯反應(yīng)性的控制;并且該導(dǎo)向管在控制棒插入時起增大水力緩沖的作用，進(jìn)而有效達(dá)到減小控制棒對燃料組件的落棒沖擊力的效果；
2、本發(fā)明導(dǎo)向管與十字形通道間存在水隙，該水隙的存在導(dǎo)致導(dǎo)向管的擠水作用可使提棒狀態(tài)的組件功率分布得到明顯改善，組件功率峰因子有所降低；
3、本發(fā)明通過塞條與單元組件焊接形成燃料組件和十字形通道，具有制造簡單、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中燃料組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明中導(dǎo)向管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明中控制棒組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，圖中附圖標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為:
I 一十字形通道，2 —塞條，3—導(dǎo)向管，4 一組件盒，5—水棒盒，6—燃料棒，7—連接柄，8—緩沖杯，9 一連接架，10—控制棒；
31—引導(dǎo)段，32—縮徑段，33—緩沖段。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例及其附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0021]實施例1
一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，如圖1所示，包括呈2 X 2的方式排列的四個單元組件，該四個單元組件的壁面構(gòu)成十字形通道I。
[0022]本發(fā)明的改進(jìn)在于:該十字形通道I內(nèi)設(shè)置有緊密排列且便于控制棒插入的導(dǎo)向管3，如圖2所示。該緊密排列的導(dǎo)向管3在十字形通道I內(nèi)形成相互支撐，防止位移；同時，該導(dǎo)向管3為中空結(jié)構(gòu)，該中空結(jié)構(gòu)可以容納內(nèi)插束棒型控制棒組件中的控制棒，使其從堆芯頂部自上而下插入堆芯，從而實現(xiàn)堆芯反應(yīng)性的控制。
[0023]同時，該導(dǎo)向管3可有效在控制棒插入時起增大水力緩沖的作用，進(jìn)而有效達(dá)到減小控制棒對燃料組件的落棒沖擊力的效果。本發(fā)明中十字形通道I的尺寸及導(dǎo)向管3的數(shù)目可以根據(jù)堆芯功率展平和反應(yīng)性控制的需要進(jìn)行不同設(shè)計。
[0024]實施例2
本實施例與實施例1的區(qū)別在于，本實施例優(yōu)化了導(dǎo)向管3的結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置如下:所述導(dǎo)向管3由引導(dǎo)段31、縮徑段32和緩沖段33組成，如圖3所示。
[0025]本實施例通過優(yōu)化導(dǎo)向管3的結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)向管3底端的緩沖段33直徑小于頂端引導(dǎo)段31，進(jìn)一步增加控制棒插入導(dǎo)向管3時的水力緩沖作用，減小控制棒對燃料組件的落棒沖擊力，延長控制棒和燃料組件的使用壽命。
[0026]實施例3
本實施例與實施例1或?qū)嵤├?的區(qū)別在于，本實施例中所述導(dǎo)向管3為圓形且與十字形通道I之間存在水隙。通過水隙的設(shè)置，導(dǎo)致導(dǎo)向管的擠水作用可使提棒狀態(tài)下的組件功率分布得到明顯改善，進(jìn)而使組件功率峰因子有所降低。
[0027]實施例4
本實施例與實施例1或?qū)嵤├?的區(qū)別在于，所述四個單元組件通過塞條2固定連接，該塞條2位于十字形通道I的四個端部，如圖2所示。通過塞條2與單元組件焊接形成燃料組件和十字形通道I，其制造過程簡單，具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗沖擊性能。
[0028]實施例5
如圖2所示，本實施例由四個單元組件和塞條2焊接而成。單元組件壁面間形成十字形通道I，十字形通道內(nèi)由緊密排列的導(dǎo)向管3組成。導(dǎo)向管3在十字形通道I內(nèi)形成相互支撐，且導(dǎo)向管3與十字形通道I之間存在水隙。十字形通道I的尺寸及導(dǎo)向管3的數(shù)目可以根據(jù)堆芯功率展平和反應(yīng)性控制的需要進(jìn)行不同設(shè)計。
[0029]本發(fā)明中燃料組件的導(dǎo)向管結(jié)構(gòu)如圖3所示，該導(dǎo)向管3由引導(dǎo)段31、縮徑段32和緩沖段33組成，該引導(dǎo)段31即為非緩沖段，用于引導(dǎo)控制棒進(jìn)入導(dǎo)向管3內(nèi)，其直徑較大。該緩沖段33的直徑較小，從而進(jìn)一步增大為控制棒提供的水力緩沖的作用，進(jìn)而有效達(dá)到減小控制棒對燃料組件的落棒沖擊力的效果，防止燃料組件或控制棒落棒后導(dǎo)致的損壞。該縮徑段32為導(dǎo)向管的過渡段，用于連接引導(dǎo)段31和緩沖段33。
[0030]本實施例還提供了一種與本發(fā)明相配的束棒型控制棒組件結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置如下:如圖4所示，該束棒型控制棒組件由連接柄7、緩沖杯8、連接架9和控制棒10構(gòu)成，控制棒10呈十字形排列。與本發(fā)明相配的束棒型控制棒組件并不局限于該種結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)僅僅為了舉例的需要。
[0031 ]在控制棒組件下落時，控制棒10插入到本發(fā)明的燃料組件十字形通道I內(nèi)的導(dǎo)向管3中，通過控制棒10與緩沖段33的水力緩沖作用吸收控制棒落棒的大部分動能。落棒終了時，控制棒組件的緩沖杯8就沖擊到燃料組件上，進(jìn)一步起能量緩沖作用，從而達(dá)到減少控制棒落棒沖擊力的目的。另外，由于導(dǎo)向管3與十字形通道I之間存在水隙，導(dǎo)向管3的擠水作用可使提棒狀態(tài)的組件功率分布得到明顯改善，組件功率峰因子有所降低。
[0032]實施例6
本實施例與實施例5的區(qū)別在于，本實施例優(yōu)化了單元組件的結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置如下:
所述單元組件由組件盒4、設(shè)置在組件盒4中央?yún)^(qū)域的水棒盒5，以及設(shè)置在組件盒4和水棒盒5之間的燃料棒6構(gòu)成。水棒盒5內(nèi)流慢化劑，燃料棒6之間內(nèi)流冷卻劑。本實施例中所述燃料棒6的層數(shù)為兩層，呈正方形柵格形式排列，如圖2所示。
[0033]上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設(shè)計原理，以及對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，包括呈2 X 2的方式排列的四個單元組件，該四個單元組件的壁面構(gòu)成十字形通道(I)，其特征在于:該十字形通道(I)內(nèi)設(shè)置有緊密排列且便于控制棒插入的導(dǎo)向管(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，其特征在于:所述導(dǎo)向管(3)為圓形且與十字形通道(I)之間存在水隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，其特征在于:所述導(dǎo)向管(3)由引導(dǎo)段(31)、縮徑段(32)和緩沖段(33)組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，其特征在于:所述四個單元組件通過塞條(2)固定連接，該塞條(2)位于十字形通道(I)的四個端部。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，其特征在于:所述單元組件由組件盒(4)、設(shè)置在組件盒(4)中央?yún)^(qū)域的水棒盒(5)，以及設(shè)置在組件盒(4)和水棒盒(5)之間的燃料棒(6)構(gòu)成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種內(nèi)插束棒型控制棒的燃料組件，其特征在于:所述燃料棒(6 )的層數(shù)為兩層及以上，呈正方形柵格形式排列。
【文檔編號】G21C3/33GK105931678SQ201610303241
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】朱發(fā)文, 馮琳娜, 龐華, 雷濤, 李翔, 邢碩, 張坤, 張吉斌
【申請人】中國核動力研究設(shè)計院