整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)及攪混格架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種反應(yīng)堆部件，尤其涉及一種整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)及具有該整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)的攪混格架。
【背景技術(shù)】
[0002]一定數(shù)量的燃料棒按照一定間隔排列(如:15X15或17X17等)并被固定成一束，稱為反應(yīng)堆燃料組件，反應(yīng)堆燃料組件主要由上管座、下管座、攪混格架(也稱定位格架)、控制棒導(dǎo)向管和燃料棒組成。其中，攪混格架用于裝載燃料棒且由多個(gè)內(nèi)條帶及圍于內(nèi)條帶之外的外條帶組成，內(nèi)條帶分為橫豎兩種設(shè)置方式并相互交叉(一般為正交)形成具有多個(gè)格柵單元的網(wǎng)格狀格柵結(jié)構(gòu)，燃料棒容置在格柵單元中。
[0003]眾所周知，核反應(yīng)堆內(nèi)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)產(chǎn)生大量對人體有害的放射性物質(zhì)，如碘131、銫137等，為了避免這些放射性物質(zhì)泄漏，在核反應(yīng)堆外設(shè)置了鋯合金外殼、反應(yīng)堆壓力容器及混凝土安全外殼等多層防護(hù)層以防止出現(xiàn)爆炸等事故時(shí)外界受到嚴(yán)重的輻射污染。然而，這些保護(hù)層都是針對核反應(yīng)堆出現(xiàn)事故后而采取的應(yīng)急安全措施，真正能確保核反應(yīng)堆安全不發(fā)生爆炸的決定性因素，是控制核反應(yīng)堆內(nèi)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度和溫度。因此，燃料組件內(nèi)起慢化劑和冷卻劑作用的輕水的流量控制就事關(guān)重要，而燃料組件的攪混格架對于輕水的流通性尤為重要。
[0004]如圖1所示，為了增強(qiáng)燃料組件內(nèi)部輕水的混流及輕水在相鄰燃料組件之間的交換流通，一般會(huì)在內(nèi)條帶上設(shè)置伸入格柵單元內(nèi)的攪混翼a，利用冷卻劑流經(jīng)攪混翼a時(shí)產(chǎn)生的橫流和渦流來改善燃料組件內(nèi)及燃料組件間冷卻劑的流通性，從而提高燃料組件的熱工余量。
[0005]另外，由于燃料組件具有很高的橫向柔性，所以燃料組件的吊裝只能垂直進(jìn)行，防止發(fā)生過大的側(cè)向變形，在實(shí)際的燃料組件裝卸料過程中，由于吊裝時(shí)燃料組件之間只有很小的間距，燃料組件很容易與已經(jīng)就位的燃料組件發(fā)生干涉，干涉可能由于燃料組件輻照變形以及燃料組件與吊裝設(shè)備的制造公差引起，因此攪混格架必須要有優(yōu)良的導(dǎo)向功能來避免上述干涉，所以在攪混格架上一般會(huì)設(shè)置導(dǎo)向翼b來對相鄰燃料組件進(jìn)行導(dǎo)向，使之相互通過。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)向翼b的設(shè)計(jì)不盡合理，為了使冷卻劑能夠順利地在兩個(gè)相鄰的燃料組件間流動(dòng)，導(dǎo)向翼b在外條帶上呈間隔的設(shè)置，這種間隔的設(shè)置方式有利于冷卻劑從兩個(gè)導(dǎo)向翼b中間的缺口流向相鄰的燃料組件，但是也正由于缺口的存在，燃料組件在吊裝時(shí)容易出現(xiàn)組件間相互干涉的情況，導(dǎo)向效果不佳。
[0007]如圖2所示，如果將導(dǎo)向翼b設(shè)置為連續(xù)不間隔的形式，則相鄰的導(dǎo)向翼b之間沒有缺口供冷卻劑流出，其不僅沒有為燃料組件間的流量交換增加動(dòng)能，更對攪混翼a犧牲壓降而產(chǎn)生的燃料組件間的橫向流產(chǎn)生了阻擋，從而造成了流量截?cái)?，這樣就使得導(dǎo)向翼b伸入格柵單元內(nèi)的設(shè)計(jì)變的沒有意義，還容易在流量通道內(nèi)造成冷卻劑回流并產(chǎn)生對流沖撞，使得橫流被弱化。同時(shí)，由于導(dǎo)向翼b的表面是平滑的，冷卻劑沖擊導(dǎo)向翼b之后會(huì)發(fā)生散射紊流，更加不利于對流換熱。上述缺陷在疊加后將最終導(dǎo)致燃料組件間的傳熱惡化。
[0008]可見，在實(shí)際使用中，導(dǎo)向翼b的形狀不僅會(huì)影響攪混格架的導(dǎo)向功能，還會(huì)對燃料組件間的冷卻劑流通性產(chǎn)生影響。因此，有必要提供一種具有整流作用的導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有整流作用的導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)。
[0010]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種具有該導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)的攪混格架。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)，設(shè)置于攪混格架的外條帶，所述攪混格架內(nèi)設(shè)有多個(gè)內(nèi)條帶并形成多個(gè)格柵單元，與所述外條帶鄰接的一所述格柵單元內(nèi)具有第一攪混翼，所述第一攪混翼設(shè)置于與所述外條帶相接的一所述內(nèi)條帶上并向與所述外條帶相接的另一所述內(nèi)條帶彎折延伸，所述整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一導(dǎo)向翼，多個(gè)所述第一導(dǎo)向翼間隔地設(shè)置于所述外條帶的上邊緣和/或下邊緣并向所述攪混格架內(nèi)部傾斜延伸，所述第一導(dǎo)向翼的位置與所述第一攪混翼對應(yīng)，所述第一導(dǎo)向翼朝向所述攪混格架內(nèi)部的一面凹陷地形成引流槽，所述引流槽由所述外條帶朝所述攪混格架內(nèi)部延伸。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型所述整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)的所述第一導(dǎo)向翼上開設(shè)有所述引流槽，所述引流槽憑借凹陷的結(jié)構(gòu)，能夠起到匯流作用，即將從相鄰燃料組件中流出的冷卻劑流體引入到其所在的所述格柵單元內(nèi)，增強(qiáng)了燃料組件間的流量交換，并且冷卻劑流體經(jīng)所述引流槽引導(dǎo)后再經(jīng)由所述第一攪混翼攪混變向而能夠在所述格柵單元內(nèi)繞燃料棒環(huán)流，有利于散熱的進(jìn)行。
[0013]較佳地，與設(shè)置所述第一攪混翼的所述格柵單元相鄰并與所述外條帶鄰接的另一所述格柵單元內(nèi)還具有第二攪混翼，所述第二攪混翼設(shè)置于與所述外條帶平行的所述內(nèi)條帶上并向所述外條帶彎折延伸，所述整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)第二導(dǎo)向翼，多個(gè)所述第二導(dǎo)向翼與所述第一導(dǎo)向翼交替排列地設(shè)置于所述外條帶的上邊緣和/或下邊緣并向所述攪混格架內(nèi)部傾斜延伸，所述第二導(dǎo)向翼的位置與所述第二攪混翼對應(yīng)，所述第二導(dǎo)向翼朝向所述攪混格架內(nèi)部的一面突起地形成分流脊，所述分流脊由所述外條帶朝所述攪混格架內(nèi)部延伸。通過在所述第一導(dǎo)向翼上設(shè)置所述引流槽，并在所述第二導(dǎo)向翼上設(shè)置所述分流脊，所述引流槽及分流脊的配合能夠在使所述第一導(dǎo)向翼、第二導(dǎo)向翼與攪混翼在燃料組件內(nèi)為冷卻劑形成完整的流體路徑，有利于對燃料棒進(jìn)行良好的散熱。并且，所述分流脊將朝所述燃料組件內(nèi)的回流分流到所述第二導(dǎo)向翼的兩側(cè)，減少了流向流量通道內(nèi)的冷卻劑流量，從而降低了流量通道內(nèi)冷卻劑對流的沖撞動(dòng)能，使冷卻劑有足夠的動(dòng)能經(jīng)由所述第二導(dǎo)向翼流向相鄰的燃料組件，避免了流量截?cái)?，加?qiáng)了相鄰燃料組件之間的流量傳遞。通過設(shè)置所述引流槽與分流脊，還能夠降低第一導(dǎo)向翼及第二導(dǎo)向翼的表面平整度，避免冷卻劑對第一導(dǎo)向翼及第二導(dǎo)向翼的直接沖擊，有效弱化冷卻劑的紊流。
[0014]具體地，所述引流槽及分流脊沿垂直于所述外條帶的邊緣的方向向所述攪混格架內(nèi)部延伸。將所述引流槽及分流脊設(shè)置為垂直于所述外條帶的方向，使其與內(nèi)條帶的設(shè)置方向?qū)?yīng)，有利于在燃料組件內(nèi)形成完整的流體路徑。
[0015]具體地，所述第一導(dǎo)向翼向所述攪混格架內(nèi)延伸的長度大于第二導(dǎo)向翼向所述攪混格架內(nèi)延伸的長度。將所述第二導(dǎo)向翼設(shè)置得較短，是為了讓冷卻劑流體更容易經(jīng)由所述第二導(dǎo)向翼流出并流向相鄰的燃料組件。
[0016]更具體地，所述引流槽延伸的長度大于所述分流脊延伸的長度。
[0017]具體地，所述第一導(dǎo)向翼與第二導(dǎo)向翼均位于相鄰兩個(gè)所述格柵單元的交界處。
[0018]相應(yīng)地，本實(shí)用新型還公開了一種攪混格架，包括外條帶及多個(gè)內(nèi)條帶，多個(gè)所述內(nèi)條帶相互交叉形成多個(gè)格柵單元，所述外條帶圍在多個(gè)所述格柵單元的外圍并與所述內(nèi)條帶固定，與所述外條帶鄰接并相鄰的兩個(gè)所述格柵單元內(nèi)分別具有第一攪混翼及第二攪混翼，所述第一攪混翼設(shè)置于與所述外條帶相接的一所述內(nèi)條帶上并向與所述外條帶相接的另一所述內(nèi)條帶彎折延伸，所述第二攪混翼設(shè)置于與所述外條帶平行的所述內(nèi)條帶上并向所述外條帶彎折延伸，所述攪混格架還包括所述整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述攪混格架上所述第一導(dǎo)向翼及第二導(dǎo)向翼是交替排列的設(shè)置，也就是連續(xù)地設(shè)置而沒有間隔，因此在燃料組件吊裝的時(shí)候不易發(fā)生組件間干涉的情況，保證導(dǎo)向效果。同時(shí)，第一導(dǎo)向翼及第二導(dǎo)向翼上分別設(shè)置的所述引流槽及分流脊，能夠起到整流作用，加強(qiáng)了相鄰燃料組件之間的流量傳遞。
[0020]較佳地，所述第一攪混翼固定于所述內(nèi)條帶的上邊緣且靠近與所述外條帶平行的所述內(nèi)條帶，所述第二攪混翼固定于所述內(nèi)條帶的上邊緣且靠近與所述第一攪混翼相對的所述內(nèi)條帶。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種導(dǎo)向翼的設(shè)置示意圖。
[0022]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種導(dǎo)向翼的設(shè)置示意圖。
[0023]圖3是兩相鄰的本實(shí)用新型攪混格架外條帶位置的局部流場示意圖。
[0024]圖4是本實(shí)用新型中第一導(dǎo)向翼及第二導(dǎo)向翼的放大圖。
[0025]圖5是圖4中第一導(dǎo)向翼及第二導(dǎo)向翼沿A-A方向的截面圖。
[0026]圖6是本實(shí)用新型其他實(shí)施例中引流槽與分流脊可以采用的形狀示意圖。
[0027]圖7是本實(shí)用新型另一實(shí)施例中引流槽的設(shè)置形式示意圖。
[0028]圖8是圖7中第一導(dǎo)向翼與外條帶的豎向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合給出的說明書附圖對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例作出描述。
[0030]結(jié)合圖3至圖5所示，本實(shí)用新型提供了一種用于燃料組件內(nèi)的攪混格架1，攪混格架I包括外條帶10、多個(gè)內(nèi)條帶及整流型導(dǎo)向翼結(jié)構(gòu)。
[0031]多個(gè)內(nèi)條帶中包括了若干豎向(圖3中方向)設(shè)置的第一內(nèi)條帶11及若干橫向(圖3中方向)設(shè)置的第二內(nèi)條帶12，若干第一內(nèi)條帶11相互平行且等間隔地排列，若干第二內(nèi)條帶12相互平行且等間隔地排列，第一內(nèi)條帶11與第二內(nèi)條帶12相互交叉形成格柵結(jié)構(gòu)并具有多個(gè)中空的格柵單元13，格柵單元13容置燃料棒2。外條帶10圍在多個(gè)格柵單元13的外圍并與第一內(nèi)條帶11及第二內(nèi)條帶12固定。每兩個(gè)相鄰的格柵單元13之間形成流量通道130，與外條帶10接壤的格柵單元13被三個(gè)流量通道130及外條帶10所環(huán)繞，而位于中間位置不與外條帶10接壤的格柵單元13則被四個(gè)流量通道130所環(huán)繞。
[0032]第一內(nèi)條帶11設(shè)置有多個(gè)分別傾斜地伸入格柵單元13內(nèi)的第一攪混翼110，第二內(nèi)條帶12設(shè)置有多個(gè)分別傾斜地伸入格柵單元13內(nèi)的第二攪混翼120。第一攪混翼110及第二攪混翼120的作用是對由下至上的冷卻劑流體形成擾動(dòng)并產(chǎn)生橫流，提高攪混格架I的攪混性能，從而提高燃料組件的熱工性能。第一攪混翼I1及第二攪混翼120的設(shè)置數(shù)量及設(shè)置位置均為本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)現(xiàn)其功能時(shí)能夠