燃料组件及燃料组件的管座制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃料组件及燃料组件的管座，管座包括分布有通孔的孔板和设置在孔板一侧的支撑机构；支撑机构包括设置在孔板上的至少一个拱形肋板；拱形肋板远离孔板的一侧设置有拱形开口，且拱形开口的开口方向朝向远离孔板的一侧。拱桥型拱形肋板有效避免下孔板和支腿间应力集中程度，让下管座的应力连续分布更加均匀、从而提高下管座的强度；另外，冷却剂从下端向上流，对于同等尺寸厚度的拱形肋板，拱桥型拱形肋板的迎流面积沿轴向向上逐渐变化、减少冷却剂流动时的流阻激变、改善流场；对于一体化加工的下管座，减少了去除的坯料，提高材料的利用率。

【技术实现步骤摘要】
燃料组件及燃料组件的管座
本技术涉及核电站燃料组件，更具体地说，涉及一种燃料组件及燃料组件的管座。
技术介绍
现有技术中的燃料组件结构由刚性骨架和燃料棒组成，如图1所示，燃料棒在刚性骨架中平行排列并被均匀分隔。刚性骨架包括搅混格架4、上管座5、下管座6和导向管7。搅混格架4，由规则排列的用于容纳和夹持燃料棒的栅元组成。定位格架10和搅混格架4在燃料棒的轴向间隔设置，供燃料棒穿设定位。导向管7比燃料棒长，其从燃料棒束的端部伸出来，并固定在上管座5和下管座6上。下管座6位于燃料组件的下部，具有一些支撑腿和一个孔板61，孔板61上有一些用来固定导向管7的孔道和冷却剂流道穿透该孔板61。燃料组件的另一端，即组件上端的上管座5，包括一个横向的孔板，孔板上有一些容纳和固定导向管7的孔道和流水孔贯穿该孔板。通常，如图13所示，下管座由一个正方形孔板61和位于其四个角正下方带横梁式支撑肋板624的四个支撑柱625连接组成，该结构可让供冷却剂由孔板61上的孔流向燃料组件的空腔。下管座6一对角线上的两个支撑柱625有定位销孔，用于与下堆芯板上的定位销装配，以确保燃料组件在堆芯的准确定位。由于支撑肋板624为长条形板状结构，采用有限元方法进行数值分析，在下管座6孔板61和支撑肋板624间存在截面急剧的变化，如图14所示，梁式下管座结构在直角处存在明显的应力集中，导致了在该处产生了局部突变的高应力，其应力峰值远大于构件整体的平均应力。由于该处的应力集中，将削弱组件下管座6的强度，降低下管座6的承载能力。2004年某月，日本某核电站涡轮所在建筑内连接3号反应堆的水管突然爆裂，该事故虽然并未导致核泄漏，但蒸汽爆发导致5名工人死亡，数十人受伤。事故原因是蒸汽发生器内细管的应力集中导致了管道裂纹，金属疲劳导致裂纹扩展。因此，应力集中对构件有严重的危害，有必要对存在应力集中潜在危害的下管座6进行优化设计，以克服、或降低应力集中削弱结构强度的影响。另外，现在的下管座结构会导致堆芯板流出的冷却剂轴向速度不均匀，在现有技术采用的梁式肋板形成了一个大开口。该结构虽然对压降有利，但不利于流场均匀，将导致下管座6孔板61前的冷却剂存在的不均匀性。进一步地，结合图15、图16所示，由于横梁式支撑肋板624截面变化在同一高度，当冷却剂冲刷肋板截面时，在梁腹位置突变，迎流截面的突变将引起横流激变。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的燃料组件及燃料组件的管座。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种燃料组件的管座，其特征在于，包括分布有通孔的孔板和设置在所述孔板一侧的支撑机构；所述支撑机构包括设置在所述孔板上的至少一个拱形肋板；所述拱形肋板远离所述孔板的一侧设置有拱形开口，且所述拱形开口的开口方向朝向远离所述孔板的一侧。优选地，所述拱形肋板设置在所述孔板不同方向的外边之间。优选地，所述拱形肋板包括分别沿第一方向和第二方向设置的拱形肋板。优选地，所述第一方向的拱形肋板和所述第二方向的拱形肋板交叉设置。优选地，所述第一方向包括并排设置的至少两个拱形肋板，所述第二方向包括并排设置的至少两个拱形肋板，各所述拱形肋板形成向所述孔板一侧拱起设置的穹顶结构。优选地，所述支撑机构还包括对所述孔板进行支撑的支腿；所述拱形肋板包括沿所述孔板的边缘设置在所述孔板周向上相邻的所述支腿之间的拱形肋板；和/或，所述拱形肋板包括设置在所述孔板周向上不相邻的两所述支腿之间的拱形肋板。优选地，所述拱形肋板为板状结构，与所述孔板、支腿对应的侧边分别与所述孔板、支腿连接。优选地，设置在两所述支腿之间的所述拱形肋板与所述支腿为一体结构。优选地，所述支撑机构与所述孔板为一体结构；或，所述支撑机构与所述孔板焊接形成一体结构。优选地，至少两个所述支腿的底部设有锁孔。优选地，设置在两所述支腿之间的所述拱形肋板相对对应的两所述支腿之间的中线对称。优选地，所述孔板呈方形，所述支腿包括四个，分别位于所述孔板的四角；或，所述孔板呈多边形，所述支腿包括与所述孔板的边数对应的多条，且分别位于所述孔板的角落。优选地，所述拱形开口的拱形外形由若干线段沿拱形方向依次连接形成。优选地，所述拱形开口的拱形外形包括位于两端的弧形段以及连接在两端的所述弧形段之间的平直段。优选地，所述平直段与所述孔板平行。优选地，所述拱形开口的拱形外形为圆弧形或弧形。优选地，所述拱形开口的横断面外形为弧形。优选地，所述拱形开口与所述拱形肋板的两相对侧分别对应的两边缘中，至少有一所述边缘设置有倒角结构。本技术还构造一种燃料组件，包括所述的管座。实施本技术的燃料组件及燃料组件的管座，具有以下有益效果：本技术的下管座通过拱桥型拱形肋板可有效避免下孔板和支腿间应力集中程度，让下管座的应力连续分布更加均匀、从而提高下管座的强度；另外，冷却剂是从下端向上流，对于同等尺寸厚度的拱形肋板，拱桥型拱形肋板的迎流面积沿轴向向上逐渐变化、减少冷却剂流动时的流阻激变、改善流场；另外，对于一体化加工的下管座，减少了去除的坯料，提高材料的利用率。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术实施例中的燃料组件的结构示意图；图2是本技术实施例中的燃料组件的下管座的立体结构示意图；图3是图2中的下管座另一角度的立体示意图；图4是拱形肋板的拱形开口为多段线段依次连接时的结构示意图；图5是拱形肋板的拱形开口的两端为弧形时的结构示意图；图6是拱形肋板的拱形开口为弧形时的结构示意图；图7是图6中拱形肋板的拱形开口横断面为弧形时的A-A向结构示意图；图8是图6中拱形肋板的拱形开口横断面带有圆角倒角结构时的A-A向结构示意图；图9是图6中拱形肋板的拱形开口横断面带有斜角倒角结构时的A-A向结构示意图；图10是图2中的下管座采用有限元方法进行仿真分析时的等应力线分布；图11是本技术实施例中的带有拱桥型拱形肋板的下管座的横断面示意图；图12是图11中的下管座的迎流面与轴向位置之间的变化关系曲线图；图13是
技术介绍
中的下管座的立体结构示意图；图14是图13中的下管座采用有限元方法进行仿真分析时的等应力线分布；图15是
技术介绍
中的下管座的横断面示意图；图16是图15中的下管座的迎流面与轴向位置之间的变化关系曲线图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。如图1所示，本技术一个优选实施例中的燃料组件由刚性骨架和燃料棒组成，燃料棒在刚性骨架中平行排列并被均匀分隔。刚性骨架包括搅混格架4、上管座5、下管座6和导向管7。搅混格架4，由规则排列的用于容纳和夹持燃料棒的栅元组成。定位格架10和搅混格架4在燃料棒的轴向间隔设置，供燃料棒穿设定位。导向管7比燃料棒长，其从燃料棒束的端部伸出来，并固定在上管座5和下管座6上。上管座5设置在燃料组件的上端，包括一个横向的上孔板，上孔板上有一些容纳和固定导向管7的孔道和流水孔贯穿该上孔板。进一步地，本技术的燃料组件的管座对应的为燃料组件的下管座6。如图2、图3所示，下管座6位于燃料组件的下部，包括孔板61和设置在孔板61下侧的支撑机构62，支撑机构62包括四个对孔板61进行支撑的支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料组件的管座，其特征在于，包括分布有通孔（611）的孔板（61）和设置在所述孔板（61）一侧的支撑机构（62）；所述支撑机构（62）包括设置在所述孔板（61）上的至少一个拱形肋板；所述拱形肋板远离所述孔板（61）的一侧设置有拱形开口（6231），且所述拱形开口（6231）的开口方向朝向远离所述孔板（61）的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种燃料组件的管座，其特征在于，包括分布有通孔（611）的孔板（61）和设置在所述孔板（61）一侧的支撑机构（62）；所述支撑机构（62）包括设置在所述孔板（61）上的至少一个拱形肋板；所述拱形肋板远离所述孔板（61）的一侧设置有拱形开口（6231），且所述拱形开口（6231）的开口方向朝向远离所述孔板（61）的一侧。2.根据权利要求1所述的燃料组件的管座，其特征在于，所述拱形肋板设置在所述孔板（61）不同方向的外边之间。3.根据权利要求2所述的燃料组件的管座，其特征在于，所述拱形肋板包括分别沿第一方向和第二方向设置的拱形肋板（623）。4.根据权利要求3所述的燃料组件的管座，其特征在于，所述第一方向的拱形肋板（623）和所述第二方向的拱形肋板（623）交叉设置。5.根据权利要求4所述的燃料组件的管座，其特征在于，所述第一方向包括并排设置的至少两个拱形肋板（623），所述第二方向包括并排设置的至少两个拱形肋板（623），各所述拱形肋板（623）形成向所述孔板（61）一侧拱起设置的穹顶结构。6.根据权利要求1至5任一项所述的燃料组件的管座，其特征在于，所述支撑机构（62）还包括对所述孔板（61）进行支撑的支腿（621）；所述拱形肋板包括沿所述孔板（61）的边缘设置在所述孔板（61）周向上相邻的所述支腿（621）之间的拱形肋板（623）；和/或，所述拱形肋板包括设置在所述孔板（61）周向上不相邻的两所述支腿（621）之间的拱形肋板（623）。7.根据权利要求6所述的燃料组件的管座，其特征在于，所述拱形肋板（623）为板状结构，与所述孔板（61）、支腿（621）对应的侧边分别与所述孔板（61）、支腿（621）连接。8.根据权利要求6所述的燃料组件的管座，其特征在于，设置在两所述支腿（621）之间的所述拱形肋板（623）与所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹文池，李伟才，傅先刚，周跃民，田俊，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44