燃料组件制造技术

用于核反应堆的燃料组件(1)包括：限定上游端(1a)的上游次要部分(3)、主要部分(5)和限定下游端(1b)的下游次要部分(4)。燃料棒(2)在流动间隙(6)中延伸，允许冷却剂流与燃料棒相接触地通过燃料组件。两个细长管(7)形成与燃料棒平行延伸并包围冷却剂流的相应内部通道。各个细长管均包括底部、在上游次要部分处的入口(21)以及在下游次要部分处的出口(22)。各个细长管均包括具有入口端(24)和出口端(25)的入口管(23)，出口端(25)位于内部通道内的与底部隔开距离处，从而在出口端和底部之间的内部通道中形成空间。

Fuel assembly

Fuel assemblies (1) for nuclear reactors include: upstream minor parts (3), main parts (5) and downstream minor parts (4) that limit upstream end (1a). The fuel rod (2) extends in the flow gap (6), allowing the coolant flow to pass through the fuel assembly in contact with the fuel rod. Two slender tubes (7) form corresponding internal passages extending parallel to the fuel rod and enclosing the coolant flow. Each slender tube includes an entrance (21) at the bottom, an entrance at the upstream minor part, and an exit (22) at the downstream minor part. Each slender tube includes an inlet tube (23) with an inlet end (24) and an outlet end (25), which is located within the internal channel at a distance from the bottom, thus forming space in the internal channel between the outlet end and the bottom.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料组件
本专利技术涉及一种燃料组件，其被构造成位于核电站的核水反应堆中，特别是重水反应堆或轻水反应堆(LWR)，诸如沸水反应堆(BWR)或压水反应堆(PWR)。更准确地，本专利技术涉及一种燃料组件，其被构造成位于核水反应堆中，所述燃料组件包括：上游次要(minor)部分，其限定上游端；下游次要部分，其限定下游端；主要部分，其连接上游部分和下游部分；多个细长形的燃料棒(elongatedfuelrod)，其与延伸通过所述上游端和所述下游端的纵轴线平行配置；流动间隙(flowinterspace)，其位于所述上游端和所述下游端之间，所述流动间隙被构造成允许冷却剂流与所述燃料棒相接触地沿着从所述上游端向所述下游端的流动方向通过所述燃料组件；以及至少一个细长管，其形成与所述燃料棒平行地延伸通过所述主要部分的内部通道并允许冷却剂流通过所述内部通道，其中，所述细长管包括底部、位于上游部分处的所述内部通道的入口以及位于下游部分处的所述内部通道的出口。允许冷却剂流通过内部通道的细长管的目的可以是在燃料组件中提供未沸腾的慢化水(moderatingwater)，或者当核水反应堆的运行被中断时为待引入燃料组件中的控制棒提供引导。细长管可以具有不同的截面形状，诸如圆形、椭圆形、多边形、十字形等。
技术介绍
US2003/0128798公开了一种用于核水反应堆的燃料组件。该燃料组件包括下连接板，下连接板具有位于下连接板腔中的网状截面下方的筛板。筛板基本上水平配置，使得下连接板被筛板分成上部和下部。管状过滤器附接到筛板，使得管状过滤器在筛板下方和上方具有开口。管状过滤器的顶端是封闭的。US6,175,606公开了一种用于核反应堆的燃料组件，其包括多个燃料棒和碎屑过滤器，碎屑过滤器设置在上游端和燃料棒之间的冷却剂流中并且被构造成捕获冷却剂流中的碎屑颗粒。过滤装置包括多个用于冷却剂的通孔。核水反应堆中冷却剂的目的是起到冷却液和慢化剂的作用。重要的是确保冷却剂流通过燃料组件，以确保燃料的适当冷却和中子的适当慢化。如上所述，管式过滤器和碎屑过滤器的目的是捕获冷却剂中的碎屑颗粒，并因此防止碎屑颗粒在燃料组件中的较高位置处被捕获，特别是在碎屑颗粒可能导致燃料棒的包层上的微振磨损的间隔件中。微振磨损可能导致初级缺陷、穿过包层的小孔，以及在后期导致二次缺陷，即燃料棒的断裂，这会导致铀泄漏到冷却剂中。在二次缺陷的情况下，必须中断反应堆的运行并更换发生故障的燃料棒。这种更换是耗时且昂贵的。冷却剂中的碎屑颗粒当然也可能导致核电站中其它部件(例如泵)的缺陷。在如今市售的燃料组件中使用的碎屑过滤器的尺寸被设计成捕获特定的尺寸以上的碎屑颗粒，例如，如果颗粒是金属丝微粒，则为大约7mm。较小的碎屑颗粒被认为是无害的并且/或者被捕获在间隔件中的可能性小。问题是这种较小的碎屑颗粒将无限地循环，并且虽然被捕获的可能性低，但碎屑颗粒将有大量的机会被捕获。在反应堆中没有用于这种循环的较小碎屑颗粒的天然吸收槽(naturalsink)。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题并提供一种用于碎屑颗粒的天然吸收槽，特别是用于未被碎屑过滤器捕获的小碎屑颗粒的天然吸收槽。该目的通过最初限定的燃料组件实现，其特征在于，所述细长管包括形成所述入口的入口管，所述入口管具有入口端和出口端，所述出口端位于所述内部通道内的与所述底部隔开距离处，从而在所述出口端和所述底部之间的所述内部通道中形成空间。通过这种延伸到细长管中的入口管，可以将由冷却剂带入内部通道中的碎屑颗粒、特别是小碎屑颗粒以有效的方式捕获在细长管的底部的紧上方的空间中。当离开入口管的出口端并进入内部通道时，将在内部通道中形成尾流或局部子压力，允许任何可能的颗粒与冷却剂流分离并朝向底部沉入空间中，所述任何可能的颗粒将留在该空间中。因此，将防止它们对燃料组件和核电站的任何其它部件造成任何损坏。根据本专利技术的一个实施方式，所述细长管具有内径，其中所述入口管在所述出口端处的外径比所述细长管的所述内径小。因此，入口管将具有比内部通道的流动面积小的流动面积，因此当冷却剂进入内部通道时，冷却剂流的速度将减小，从而引起压力下降。以这种方式，将确保所述尾流或局部子压力。根据本专利技术的另一实施方式，所述入口端形成沿着不平行于所述纵轴线的平面延伸或者在该平面中延伸的开口。因此，入口管的入口端的开口将指向冷却剂流，这确保了大量的冷却剂流进入入口管和内部通道。有利地，开口的平面可以横向于纵轴线延伸，并因此横向于冷却剂流延伸。特别地，开口的平面可以与纵轴线垂直或基本垂直。根据本专利技术的另一实施方式，所述入口管延伸通过所述底部。从制造的观点来看，这是有利的。此外，入口管的这种延伸可以使入口管在细长管外部需要的空间最小化，并因此使对冷却剂流的任何不利影响最小化。根据本专利技术的另一实施方式，所述空间是围绕所述入口管的环形空间。根据本专利技术的另一实施方式，入口管与细长管同心。根据本专利技术的另一实施方式，所述细长管包括形成所述底部的底端塞，其中所述入口管延伸通过所述底端塞。因此，入口管和底端塞可以形成共用元件，该共用元件可以以便利的方式附接到细长管的端。根据本专利技术的另一实施方式，所述出口端位于所述底部下游的至少0.2m的距离处。因此，该空间将具有至少0.2m的高度，这被认为足以产生足够的子压力以允许可能的碎屑颗粒下沉到细长管的底部。优选地，该距离为至少0.3m，更优选地至少0.4m，最优选地至少0.5m。根据本专利技术的另一实施方式，所述细长管是圆柱形的。根据本专利技术的另一实施方式，细长管可以具有圆形截面。然而，细长管可以具有任何可能的截面，诸如椭圆形截面、正方形或矩形截面、三角形截面、多边形截面或十字形截面。根据本专利技术的另一实施方式，所述细长管包括设置成用于朝向所述底部吸引磁性材料的至少一个磁体。这种至少一个磁体可以包括永磁体，但也可以是电磁体。根据另一实施方式，至少一个磁体可以包括配置于细长管的底部的一个、两个、三个、四个或更多个磁体。根据本专利技术的另一实施方式，所述燃料组件包括位于所述燃料棒的上游的所述上游次要部分处或所述上游次要部分中的碎屑过滤器。这种碎屑过滤器将捕获大于特定尺寸的所有碎屑颗粒。根据本专利技术的另一实施方式，所述入口端位于所述碎屑过滤器的上游。在这种情况下，入口管将因此延伸通过碎屑过滤器。因此，可以将所有碎屑颗粒收集在细长管的空间中。根据本专利技术的另一实施方式，所述入口端位于所述碎屑过滤器的下游。在该变型中，仅未被碎屑过滤器捕获的碎屑颗粒、即相对小的碎屑颗粒将被收集在细长管的空间内。根据本专利技术的另一实施方式，所述燃料组件被构造成位于沸水反应堆中，其中所述细长管包括用于输送非沸水通过所述内部通道的水棒。根据本专利技术的另一实施方式，所述燃料组件包括至少两个细长管，各个细长管均包括用于输送非沸水通过相应的内部通道的水棒。例如，燃料组件可以包括三个细长管，各个细长管均包括用于输送非沸水通过相应的内部通道的水棒。根据本专利技术的另一实施方式，所述燃料组件被构造成位于压水反应堆中，其中所述细长管包括用于接收控制棒的引导管。例如，燃料组件可以包括多个细长管，各个细长管均包括用于接收相应控制棒的引导管。附图说明现在将通过各种实施方式的说明以及参照附图更详细地描述本专利技术。图1示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料组件(1)，其被构造成位于核水反应堆中，所述燃料组件(1)包括：上游次要部分(3)，其限定上游端(1a)；下游次要部分(4)，其限定下游端(1b)；主要部分(5)，其连接所述上游次要部分(3)和所述下游次要部分(4)；多个细长的燃料棒(2)，其与延伸通过所述上游端(1a)和所述下游端(1b)的纵轴线(x)平行配置；流动间隙(6)，其位于所述上游端(1a)和所述下游端(1b)之间，所述流动间隙(6)被构造成允许冷却剂流与所述燃料棒(2)相接触地沿着从所述上游端(1a)向所述下游端(1b)的流动方向(F)通过所述燃料组件(1)；以及至少一个细长管(7、37)，其形成与所述燃料棒(2)平行地延伸通过所述主要部分(5)的内部通道(8)并允许冷却剂流通过所述内部通道(8)，其中，所述细长管(7、37)包括底部(20)、位于所述上游次要部分(3)处的所述内部通道(8)的入口(21)以及位于所述下游次要部分(4)处的所述内部通道(8)的出口(22)，其特征在于，所述细长管(7、37)包括形成所述入口(21)的入口管(23)，所述入口管(23)具有入口端(24)和出口端(25)，所述出口端(25)位于所述内部通道(8)内的与所述底部(20)隔开距离处，从而在所述出口端(25)和所述底部(20)之间的所述内部通道(8)中形成空间(26)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.06 US 62/383,7541.一种燃料组件(1)，其被构造成位于核水反应堆中，所述燃料组件(1)包括：上游次要部分(3)，其限定上游端(1a)；下游次要部分(4)，其限定下游端(1b)；主要部分(5)，其连接所述上游次要部分(3)和所述下游次要部分(4)；多个细长的燃料棒(2)，其与延伸通过所述上游端(1a)和所述下游端(1b)的纵轴线(x)平行配置；流动间隙(6)，其位于所述上游端(1a)和所述下游端(1b)之间，所述流动间隙(6)被构造成允许冷却剂流与所述燃料棒(2)相接触地沿着从所述上游端(1a)向所述下游端(1b)的流动方向(F)通过所述燃料组件(1)；以及至少一个细长管(7、37)，其形成与所述燃料棒(2)平行地延伸通过所述主要部分(5)的内部通道(8)并允许冷却剂流通过所述内部通道(8)，其中，所述细长管(7、37)包括底部(20)、位于所述上游次要部分(3)处的所述内部通道(8)的入口(21)以及位于所述下游次要部分(4)处的所述内部通道(8)的出口(22)，其特征在于，所述细长管(7、37)包括形成所述入口(21)的入口管(23)，所述入口管(23)具有入口端(24)和出口端(25)，所述出口端(25)位于所述内部通道(8)内的与所述底部(20)隔开距离处，从而在所述出口端(25)和所述底部(20)之间的所述内部通道(8)中形成空间(26)。2.根据权利要求1所述的燃料组件，其特征在于，所述细长管(7、37)具有内径(D)，并且所述入口管(23)在所述出口端(25)处的外径(d)比所述细长管(7、37)的所述内径(D)小。3.根据权利要求1和2中任一项所述的燃料组件，其特征在于，所述入口端(24)形成沿着不平行于所述纵轴线(x)的平面延伸的开口。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·海默森，J·金，
申请(专利权)人：西屋电器瑞典股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE