用于液态金属冷却式核反应堆的燃料棒束制造技术

技术编号:11037451 阅读:238 留言:0更新日期:2015-02-12 00:56
在一个实施例中,一种用于液态金属冷却式反应堆的燃料棒束包括通道、固定到通道的下端上的鼻组件、设置在通道内的多个燃料杆,以及在通道内设置在多个燃料杆上方的内部混合器。内部混合器包括周缘流控制部件和内部流控制部件。周缘流控制部件位于通道的壁附近,并且内部流控制部件定位成靠近壳体的纵向中心。周缘流控制部件中的至少一个构造成将流过通道的液态金属引导向通道的内部,并且内部流控制部件中的至少一个构造成将流过通道的液态金属引导远离通道的内部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液态金属冷却式核反应堆的燃料棒束
示例实施例大体涉及液态金属冷却式核反应堆,并且更具体而言,涉及液体冷却式核反应堆的燃料棒束。
技术介绍
诸如钠冷却式快速反应堆的液态金属冷却式核反应堆可遭受热剥离(stripping)。在燃料棒束内和离开燃料棒束的钠流中形成热点和冷点时,会出现热剥离。这些热点和冷点在主要容器的上部中产生热应力,这可随着时间的推移而有损害性的。
技术实现思路
在一个实施例中,一种用于液态金属冷却式反应堆的燃料棒束包括:通道、固定到通道的下端上的鼻组件、设置在通道内的多个燃料杆,以及在通道内设置在多个燃料杆上方的内部混合器。内部混合器包括周缘流控制部件和内部流控制部件。周缘流控制部件位于通道的壁附近,并且内部流控制部件定位成靠近壳体的纵向中心。至少一个周缘流控制部件构造成将流过通道的液态金属引导向通道的内部,并且至少一个内部流控制部件构造成将流过通道的液态金属引导远离通道的内部。在另一个实施例中,一种用于液态金属冷却式反应堆的燃料棒束包括:通道、固定到通道的下端上的鼻组件、设置在通道内的多个燃料杆,以及设置在燃料棒束的顶端上的外部混合器,流过燃料棒束的液态金属在顶端处离开。外部混合器包括外部流控制部件,并且至少一个外部流控制部件构造成将离开燃料棒束的液态金属引导远离燃料棒束。附图说明通过参照附图来详细描述示例实施例,示例实施例的以上和其它特征和优点将变得更加显而易见。附图意图描绘示例实施例,并且不应当理解为限制权利要求所意图的范围。附图不应当看作按比例绘制,除非明确提出。图1示出根据示例实施例的用于液态金属冷却式核反应堆的燃料棒束。图2示出图1的燃料棒束中的内部混合器的一个示例实施例的俯视图;图3A-3C示出流控制部件的不同的实施例;以及图4示出图1的燃料棒束中的外部混合器的示例实施例的俯视图。具体实施方式本文公开了详细的示例实施例。但是,为了描述示例实施例,本文公开的具体结构和功能细节仅是代表性的。但是,示例实施例可以许多备选形式实现,并且不应当理解为仅限于本文阐述的实施例。因此,虽然示例实施例能够有各种修改和备选形式,但是其实施例在图中以示例的方式显示,并且将在本文详细描述。但是,应当理解,不意图将示例实施例限制于公开的形式,而是相反,示例实施例要覆盖落在示例实施例的范围内的所有修改、等效方案和备选方案。相同数字在图的描述中表示相同元件。将理解,虽然用语第一、第二等可在本文用来描述各种元件,但是这些元件不应当由这些用语限制。这些用语仅用来使一个元件与另一个区别开。例如,第一元件可称为第二元件,并且类似地,第二元件可称为第一元件,而不脱离示例实施例的范围。如本文使用,用语"和/或"包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。将理解,当元件称为"连接"或"联接"到另一个元件上时,其可直接连接或联接到另一个元件上,或者可存在居间元件。相反,当元件称为"直接连接"或"直接联接"到另一个元件上时,不存在居间元件。用来描述元件之间的关系的其它词语应当以相同的方式解释(例如,"在…之间"与"直接在…之间"相同,"邻近"与"直接邻近"相同,等)。本文使用的用语仅仅是为了描述特定的实施例,并且不意图限制示例实施例。如本文所用,单数形式“一个”、“一种”和“该”意图还包括复数形式,除非上下文另有明确的说明。将进一步理解,当在本说明书中使用时,用语“包括”和/或“包含”规定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件,但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合。还应当注意,在一些备选实现中,提到的功能/动作可不按照图中提到的顺序出现。例如,按顺序显示的两个图实际上可基本同时执行或有时可以相反顺序执行,这取决于所涉及的功能/动作。燃料棒束或组件是核动力装置中的反应堆芯的主要发热构件。诸如液态金属快速增殖反应堆的液态金属冷却式反应堆中的燃料棒束设计借助于可裂变材料的高完整性组件来产生能量,高完整性组件可布置在反应堆芯中的临界阵列中,并且可容易地通过处于反应堆设计条件下的液态金属(诸如钠)来冷却。图1示出根据示例实施例的用于液态金属冷却式核反应堆的燃料棒束。具体而言,图1的燃料棒束将参照钠冷却式核反应堆来描述。如显示的那样,燃料棒束包括六边形通道或壳体10,其具有在上部外表面上的多个侧向加载垫11,并且在其中容纳处于上部区域中的多个燃料杆12和下部区域中的孔口/防护区段13。燃料杆12在其下端处固定在燃料杆支承件14中,并且具有缠绕在其周围的间隔线材15,以使燃料杆12与相邻的杆和通道10的内部表面间隔开。侧向加载垫11用来使反应堆芯中的燃料组件间隔开,以允许燃料组件插入和扭曲,以及最大程度地减少钠冷却剂中的由于表面接触产生的摩擦。鼻子组件16固定到通道10的下端上,并且包括多个钠入口17,以将钠冷却剂引导到通道10中,且在入口17的相对的端部上具有密封件18,以防止钠在鼻子组件16和相关联的支承结构20中的开口19之间的泄漏,子组件16位于支承结构20中。在结构20上的燃料组件支承点在21和22处指示。顶端子组件23固定到通道10的上端上,其中已经围绕燃料杆12向上传送的钠冷却剂传送通过通道10的上端中的内部混合器24且通过顶端子组件23中的在25处指示的出口排出。另外,外部混合器30附连到顶端组件23上。内部混合器24和外部混合器30将在下面详细描述。各个燃料杆12是长的空心的不锈钢或不锈类型的合金(例如,HT9)管,其中,包含例如钚-铀金属燃料块的中心区域在上面和下面与由铀轴向毯块的区域接边,并且当然可以径向毯布置使用。将理解,存在许多燃料的变型,并且实施例不限于这个示例。焊接的不锈钢插塞在底部处密封管。在上部毯上面的区域包含裂变气体气室区段和燃料柱压制装置,并且在顶部处由类似的插塞密封。导管通道组件(构件10、16和23)由不锈钢或不锈类型的合金构成,并且因而与液态钠冷却剂相容。间隔线材由诸如304SS、316SS和PE-16的材料构成。图2示出内部混合器24的一个示例实施例的俯视图。如所显示,内部混合器24包括周缘流控制部件205,其位于通道10的壁附近或附连到壁上。内部混合器24进一步包括内部流控制部件210,其定位成比周缘流控制部件205更靠近通道10的纵向中心LC。内部流控制部件210可由格架支承件215支承,格架支承件215互接流控制部件205和210,并且锚定到通道10的壁上。如图2中显示,周缘流控制部件205可直接安装到通道10的壁上,或由格架支承件215支承。周缘流控制部件205可以均匀或以一定图案布置,或如图2中显示,可随机布置。内部流控制部件210可以均匀或以一定图案布置,或如图2中显示,可随机布置。周缘和内部流控制部件205和210和格架支承件215可由不锈钢形成,并且因而与液态钠冷却剂相容。周缘和内部流控制部件205和210可为图3A中显示的管、图3B中显示的喷嘴、图3C中显示的导叶等。周缘和内部流控制部件205和210的定向确定周缘和内部流控制部件205和210对流过内部混合器24的液态金属冷却剂的影响。在一个实施例中,至少一个或多个周缘流控制部件205定向成将液态金属冷却剂引导向通道10的内部(例如,引导向通道本文档来自技高网...
用于液态金属冷却式核反应堆的燃料棒束

【技术保护点】
一种用于液态金属冷却式反应堆的燃料棒束,包括:通道;鼻组件,其固定到所述通道的下端上;多个燃料杆,其设置在所述通道内;内部混合器,其在所述通道内设置在所述多个燃料杆上方,所述内部混合器包括周缘流控制部件和内部流控制部件,所述周缘流控制部件位于所述通道的壁附近,所述内部流控制部件定位成靠近所述壳体的纵向中心,所述周缘流控制部件中的至少一个构造成将流过所述通道的液态金属引导向所述通道的内部,并且所述内部流控制部件中的至少一个构造成将流过所述通道的液态金属引导远离所述通道的内部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.15 US 13/471,8061.一种用于液态金属冷却式反应堆的燃料棒束,包括:通道;鼻组件,其固定到所述通道的下端上;多个燃料杆,其设置在所述通道内;内部混合器,其在所述通道内设置在所述多个燃料杆上方,所述内部混合器包括周缘流控制部件和内部流控制部件,所述周缘流控制部件位于所述通道的壁附近,所述内部流控制部件定位成靠近所述通道的纵向中心,所述周缘流控制部件中的至少一个构造成将流过所述通道的液态金属定向引导向所述通道的纵向中心,并且所述内部流控制部件中的至少一个构造成将流过所述通道的液态金属定向引导远离所述通道的纵向中心。2.根据权利要求1所述的燃料棒束,其特征在于,所述内部混合器包括支承格架,其构造成支承所述内部流控制部件中的至少一个。3.根据权利要求2所述的燃料棒束,其特征在于,所述支承格架构造成支承所述周缘流控制部件中的至少一个。4.根据权利要求2所述的燃料棒束,其特征在于,所述支承格架连接到所述通道上。5.根据权利要求1所述的燃料棒束,其特征在于,所述内部流控制部件中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员:EP勒文BS特里普勒特BJ杜伊斯SL普菲菲尔
申请(专利权)人:通用电气日立核能美国有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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