具有流线型低压降流道的定位格架及燃料组件制造技术

本发明专利技术公开一种具有流线型低压降流道的定位格架，包括多个内条带及外条带，多个所述内条带相互交叉呈网格状格栅结构并形成多个中空的格栅单元，所述外条带围设在所述格栅结构的外围并与所述内条带固定，所述内条带固定有向所述格栅单元内凸伸的刚凸，所述刚凸包括与燃料棒接触的平面及封闭且平滑地连接于所述平面与所述内条带之间的侧面，所述侧面的最下端形成朝下的棱角，所述格栅单元内具有至少一对相对设置的所述刚凸。本定位格架依靠刚凸的船形结构减小迎流面积及流体涡流，从而降低压降，同时可以避免划伤燃料棒。相应的，本发明专利技术还公开了一种具有所述定位格架的燃料组件。

【技术实现步骤摘要】
具有流线型低压降流道的定位格架及燃料组件
本专利技术涉及核燃料组件
，尤其涉及一种具有流线型低压降流道的定位格架及具有这种定位格架的燃料组件。
技术介绍
一定数量的燃料棒按照一定间隔排列(如：15×15或16×16等)并被固定成一束，称为反应堆燃料组件，反应堆燃料组件主要由上管座、下管座、定位格架(也称搅混格架或保持格栅)、控制棒导向管和燃料棒组成。其中，定位格架用于装载并定位燃料棒且由多个内条带和外条带组成，多个内条带相互正交形成具有多个格栅单元的网格状格栅结构，而外条带固定地包围于内条带之外。除少数几个格栅单元用于设置控制棒导向管外，其余的每一格栅单元内均容置一燃料棒。在燃料组件工作的过程中，冷却剂(水)源源不断地由下往上流经燃料组件以带走燃料棒裂变反应中产生的大量热量，冷却剂的流动会对定位格架中的燃料棒产生一定的冲击，因此，为了保持燃料棒的稳定，如图1所示，在定位格架的内条带b上另外设置有朝格栅单元内凸伸的刚凸a，利用刚凸a对燃料棒的抵顶来夹持稳固燃料棒。在现有技术中，刚凸a一般是直接在内条带b上冲压而成的，通过向内条带b的两侧分别进行两次冲压，可以形成凸向内条带b两侧的两个半圆形刚凸a，其中位于上方的刚凸a具有朝下的开口，位于下方的刚凸a具有朝上的开口。在同一个格栅单元之内，包括了四个半圆形刚凸a，其中两开口朝上的刚凸a相对，而两开口朝下的刚凸a也相对。在内条带b上冲压形成刚凸a的工艺虽然较为简单，但是这种半圆形刚凸a的结构存在两个缺陷：一，当冷却剂由下往上流经定位格架时，位于下方的半圆形刚凸a的迎流面积较大(为四分之一球面)，对流体产生较大阻力，不利于压力保持，而位于上方的半圆形刚凸a的内部会形成一个空腔，冷却剂流入空腔后形成涡流，从而增大了流体的压力损失；二，在从上往下装载燃料棒时，格栅单元内位于下方的半圆形刚凸a的上端有断面，有可能会刮到燃料棒，使燃料棒表面产生划痕而受损。因此，有必要提供一种流体压力损失较小且能够避免划伤燃料棒的定位格架。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流体压力损失较小且能够避免划伤燃料棒的定位格架。本专利技术的另一个目的是提供一种具有所述定位格架的燃料组件。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种具有流线型低压降流道的定位格架，包括多个内条带及外条带，多个所述内条带相互交叉呈网格状格栅结构并形成多个中空的格栅单元，所述外条带围设在所述格栅结构的外围并与所述内条带固定，所述内条带固定有向所述格栅单元内凸伸的刚凸，所述刚凸包括与燃料棒接触的平面及封闭且平滑地连接于所述平面与所述内条带之间的侧面，所述侧面的最下端形成朝下的棱角，所述格栅单元内具有至少一对相对设置的所述刚凸。与现有技术相比，由于本专利技术将现有技术中的半圆形刚凸改为了包括所述平面及所述侧面的封闭整体式的结构，所述侧面平滑连接于所述平面与所述内条带之间，因此在所述格栅单元内形成的流量通道呈流线型，对冷却剂流体下流的影响小，有利于流体流过。所述刚凸是封闭结构，没有形成开口的空腔，因此不会产生流体涡流而增加压降；整体式的结构也能够避免流体在格栅单元内交叉搅混造成的格架及燃料棒的振动，稳定性高。并且，所述侧面的最下端形成有朝下的棱角，即所述刚凸下端的迎流面积更小，流体向上流经所述棱角时形变较小，压力损失比遭遇球面时的压力损失显著减小。综上，本专利技术定位格架能够实现低压降的目的。另外，所述侧面连续且封闭，没有断面，燃料棒在装载时，能够被顺利导向，避免燃料棒被划伤的情况出现。较佳地，所述侧面从与所述平面连接的一端向与所述内条带连接的一端逐渐平滑扩张。所述侧面从与所述平面连接的一端向与所述内条带连接的一端逐渐平滑扩张，则在所述格栅单元内形成的流量通道呈渐缩渐扩的文丘里结构，从而能够降低阻力，使流体柔和、均匀流过。较佳地，所述侧面的上端呈平滑的弧形。所述侧面的上端形成平滑的弧形有利于实现对燃料棒的导向并防止对燃料棒造成损伤。较佳地，所述平面与所述内条带平行。较佳地，所述平面呈近似椭圆且下端带有尖角的形状。将所述平面设置为近似椭圆且下端带有尖角的形状，所述平面与所述侧面连接而成的整体则呈现出船体形的结构，利用船体形的形状优势可以有效降低流体阻力及压降。具体地，所述棱角的棱边位于竖直平面内。所述棱边位于所述竖直平面内，则所述船体形的刚凸呈头尾竖直的设置，对流体起到竖直方向上的导流左右。更具体地，所述刚凸呈以经过所述棱边的竖直平面为中心平面的对称结构。对称的结构更有利于维持流体的稳定并减少乱流。具体地，所述刚凸相对竖直方向呈倾斜设置。将所述刚凸倾斜，优点是能够把自下而上的冷却剂引流到格架上部的搅混翼处，可以促进冷却剂的搅混功效，提高燃料棒之间的能量搅混，使堆芯温度分布均匀，提高安全裕量。较佳地，所述格栅单元内设置有四个分别两两相对的所述刚凸。四个所述刚凸在一个所述格栅单元里两两相对设置，则四个所述刚凸之间的空间可以形成更完整的文丘里结构的流道，有利于保持流体压力。相应的，本专利技术还提供了一种燃料组件，包括上管座、下管座、多个所述定位格架、多个燃料棒及多个控制棒导向管，多个所述定位格架沿上下方向排列，多个所述燃料棒及控制棒导向管分别插设于所述定位格架，所述控制棒导向管的上端与所述上管座固定，所述控制棒导向管的下端与所述下管座固定。与现有技术相比，由于本专利技术所述燃料组件中采用了具有整体式的所述刚凸的所述定位格架，因此流体压降较低，并能够防止划伤燃料棒。附图说明图1是现有技术的格架中半圆形刚凸的平面示意图。图2是现有技术的格架中半圆形刚凸的剖视图。图3是本专利技术第一实施例中部分定位格架的立体图。图4是本专利技术第一实施例中部分定位格架的俯视图。图5是本专利技术第一实施例中部分定位格架的侧视图。图6是本专利技术第一实施例中燃料组件的结构组成示意图。图7是本专利技术第二实施例中部分定位格架的侧视图。具体实施方式下面结合给出的说明书附图对本专利技术的较佳实施例作出描述。如图3至5所示为本专利技术的第一实施例。本实施例中提供了一种具有流线型低压降流道的定位格架1，所述定位格架1包括多个内条带10及外条带11，多个所述内条带10相互交叉呈网格状格栅结构并形成多个中空的格栅单元12，所述外条带11围设在所述格栅结构的外围并与所述内条带10固定。所述内条带10固定有向所述格栅单元12内凸伸的刚凸13，所述刚凸13包括与燃料棒4接触的平面130及封闭且平滑地连接于所述平面130与所述内条带10之间的侧面131，所述侧面131的最下端形成朝下的棱角132，所述格栅单元12内具有至少一对相对设置的所述刚凸13。具体的，所述平面130呈近似椭圆且下端带有尖角的形状并且所述平面130与所述内条带10平行，所述侧面131从与所述平面130连接的一端向与所述内条带10连接的一端逐渐平滑扩张。可见，所述平面130与所述侧面131连接而成的整体是一个船体形的结构，众所周知，船体的“尖头”形状设计是为了减小在水中受到的阻力，因此将所述刚凸13设计为船体形，也能够减小其对冷却剂流体的阻力，有利于减小压降。本实施例中用“近似椭圆”来描述所述平面130，强调的是所述平面130由于下端具有尖角，因此并不符合标准椭圆的方程式。所述平面130是与标准椭圆类似的长条形，其上下两端间的距离(即高度)大于其左右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有流线型低压降流道的定位格架，包括多个内条带及外条带，多个所述内条带相互交叉呈网格状格栅结构并形成多个中空的格栅单元，所述外条带围设在所述格栅结构的外围并与所述内条带固定，其特征在于：所述内条带固定有向所述格栅单元内凸伸的刚凸，所述刚凸包括与燃料棒接触的平面及封闭且平滑地连接于所述平面与所述内条带之间的侧面，所述侧面的最下端形成朝下的棱角，所述格栅单元内具有至少一对相对设置的所述刚凸。

【技术特征摘要】
1.一种具有流线型低压降流道的定位格架，包括多个内条带及外条带，多个所述内条带相互交叉呈网格状格栅结构并形成多个中空的格栅单元，所述外条带围设在所述格栅结构的外围并与所述内条带固定，其特征在于：所述内条带固定有向所述格栅单元内凸伸的刚凸，所述刚凸包括与燃料棒接触的平面及封闭且平滑地连接于所述平面与所述内条带之间的侧面，所述侧面的最下端形成朝下的棱角，所述格栅单元内具有至少一对相对设置的所述刚凸。2.如权利要求1所述的具有流线型低压降流道的定位格架，其特征在于：所述侧面从与所述平面连接的一端向与所述内条带连接的一端逐渐平滑扩张。3.如权利要求1所述的具有流线型低压降流道的定位格架，其特征在于：所述侧面的上端呈平滑的弧形。4.如权利要求1所述的具有流线型低压降流道的定位格架，其特征在于：所述平面与所述内条带平行。5.如权利要求1所述的具有流线型低压降流道的定位格架，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹文池，钱昕，陈晓明，周跃民，李伟才，卢志威，张玉相，颜景文，
申请(专利权)人：中科华核电技术研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44