一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架制造技术

本发明专利技术公开了一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架，所述单金属结构格架包括若干条带A和若干条带B，条带A和条带B的一个侧壁上均设置有若干弹簧，条带A和条带B的另一个侧壁上均设置有若干刚凸，条带A和条带B上在竖直方向上均设置有若干装配槽，设置在条带A上的装配槽与设置在条带B上的装配槽的开口方向相反，若干条带A和若干条带B通过装配槽相互配插形成正方形栅元阵列，在正方形栅元阵列中，正方形栅元阵列包括若干正方形栅元，每个正方形栅元包括2个弹簧和4个刚凸，弹簧由两个背对的Y形结构通过冲压形成，弹簧和刚凸与燃料棒接触的面为平面。本发明专利技术解决了现有单金属格架不能有效缓解格架与燃料棒间磨蚀的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架
本专利技术涉及核反应堆
，具体涉及一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架。
技术介绍
常用的压水堆核电厂燃料组件由燃料骨架和若干燃料棒组成。燃料骨架由若干导向管、仪表管、若干定位格架和上下管座组成，结构格架被焊接固定在导向管和仪表管上，燃料棒由结构格架夹持。结构格架作为燃料组件的重要部件，其主要功能是保持燃料棒相互间的横向间隙以及与上下管座间的轴向间隙。与双金属格架不同，单金属格架弹簧直接从格架条带上冲压成型。单金属格架随辐照松弛严重，一个燃料循环后，格架夹持力可能会降为零。夹持力不足会使流致振动引起的格架与燃料棒之间的磨蚀问题加剧。通常认为减小燃料组件内的横向流动从而减小燃料棒的流致振动以及增大燃料棒与格架的接触面积能缓解格架与燃料棒间的磨蚀。现有的单金属格架主要包括美国燃烧工程公司的H型格架、I型格架，美国西屋公司的斜弹簧格架，韩国原子力研究院的OPT-H型格架，韩国原子力燃料株式会社的划艇形弹簧格架，中国上海核工程研究设计院的防燃料棒刮伤和振动磨蚀格架。其中，H型格架和I型格架的横向流通面积较大，这在一定程度上会增大流体的横向流动；斜弹簧格架为减小横向流通面积，关闭了条带上的流水孔，但斜弹簧格架与燃料棒的接触面积较小；OPT-H型格架有较大的横向流通面积，虽然燃料棒与格架采用面接触方法增大了接触面积，但制造的误差使得燃料棒很难与格架形成理论上的面接触；划艇形弹簧格架弹簧两端的曲面联接部和支脚连接部与燃料棒不接触，弹簧的有效长度没有得到充分利用，实质上缩短了燃料棒与格架的接触面积；防燃料棒刮伤和振动磨蚀格架弹簧在流动方向上有弯曲，减小了燃料棒与格架的接触面积，防燃料棒振动磨蚀的作用可能并不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架，解决现有单金属格架不能有效缓解格架与燃料棒间磨蚀的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架，包括若干条带A和若干条带B，所述条带A和条带B的一个侧壁上均设置有若干弹簧，若干弹簧成排均匀设置，所述条带A和条带B的另一个侧壁上均设置有若干刚凸，若干刚凸设置呈上下两排设置，两排刚凸分别设置在弹簧的上方和下方，所述条带A和条带B上在竖直方向上均设置有若干装配槽，设置在条带A上的装配槽与设置在条带B上的装配槽的开口方向相反，若干条带A和若干条带B通过装配槽相互配插形成正方形栅元阵列，在正方形栅元阵列中，若干条带A平行设置，若干条带B平行设置，所述正方形栅元阵列包括若干正方形栅元，每个正方形栅元用于插入一个燃料棒，每个正方形栅元包括2个弹簧和4个刚凸，所述弹簧和刚凸通过水平冲压方式设置在条带A和条带B上，其中，所述弹簧由两个背对的Y形结构通过冲压形成，两个背对的Y形结构呈上下设置，所述弹簧和刚凸与燃料棒接触的面为平面。本专利技术中一个正方形栅元为一个夹持系统，实现燃料棒的夹持和定位，夹持系统包括2个弹簧和4个刚凸，夹持燃料棒时，2个弹簧和4个刚凸与燃料棒形成6条线接触，由于弹簧和刚凸与燃料棒接触的面为平面，即弹簧和刚凸在冷却剂流动方向上无弯曲，垂直条带方向上除弹簧、刚凸和装配槽外无其它横向流通面积；由于弹簧由两个背对的Y形结构通过冲压形成，使得弹簧与燃料棒形成长线接触。综上，本专利技术冷却剂流动方向上除条带横截面外无其它堵流，且弹簧和刚凸水平冲压，减小了冷却剂流动方向的堵流面积，降低了格架压降；通过减小格架内横向流通面积降低冷却剂横向流动，从而减小燃料棒的流致振动，进而缓解格架与燃料棒的磨蚀，通过在条带上设置弹簧和刚凸，刚凸设置在弹簧两侧，且弹簧由两个背对的Y形结构通过冲压形成，通过增大格架与燃料棒的接触长度，从而减小相同磨蚀体积对应的磨蚀深度，进而缓解格架与燃料棒间的磨蚀，如此，本专利技术解决了现有单金属格架不能有效缓解格架与燃料棒间磨蚀的问题。进一步地，条带A和条带B上设置有与装配槽连通的宽槽，所述宽槽的宽度大于装配槽的宽度。由于宽槽的宽度大于装配槽的宽度，使得条带A和条带B配插后在宽槽处具有一定间隙，当弹簧刚度大，可通过条带上的宽槽将弹簧压力释放到条带上，从而降低了弹簧疲劳断裂的可能性。进一步地，宽槽的宽度为1mm～1.5mm，所述宽槽的长度为9mm～14mm。进一步地，弹簧包括燃料棒接触面，所述燃料棒接触面与冷却剂流动方向平行，所述燃料棒接触面在竖直方向上的两端对称设置有2个Y脚。上述设置进一步确保弹簧与燃料棒为长线接触。进一步地，Y脚与燃料棒接触面圆滑过渡。进一步地，Y脚的宽度为10mm～15mm，所述Y脚的角度为30°～60°。进一步地，刚凸的中部向上下两侧凸出使刚凸在水平方向的结构为中间大两端小的结构。上述设置能够增大与刚凸燃料棒的接触长度，进一步提高夹持系统与燃料棒的接触面积，进一步地，刚凸的中部凸出部分与刚凸本体之间为倾斜过渡。进一步地，条带A和条带B配插的两端通过点焊形成焊点。提高若干条带A和若干条带B通过装配槽相互配插形成正方形栅元阵列的稳定性。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术的垂直条带方向除弹簧、刚凸开槽和装配槽外无其它横向流通面积，从而减小了横向流动引起的流致振动，进而缓解格架与燃料棒的磨蚀。2、本专利技术的弹簧和刚凸水平冲压，减小了冷却剂流动方向的堵流面积，从而降低了格架的压降。2、本专利技术通过设置宽槽，当弹簧刚度大，通过在条带上开宽槽，将弹簧上的应力释放到条带上，从而降低了弹簧疲劳断裂的可能性。3、本专利技术为双Y形弹簧与燃料棒为长线接触，刚凸通过在中心位置向两侧突出来增大与燃料棒的接触长度；通过增大格架与燃料棒的接触长度，从而减小相同磨蚀体积对应的磨蚀深度，进而缓解格架与燃料棒间的磨蚀。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为燃料组件的示意图；图2为燃料组件内燃料棒、导向管和仪表管布置的示意图；图3为本专利技术所述的结构格架局部的示意图；图4为条带A的示意图；图5为条带B的示意图；图6为条带配插和点焊的示意图；图7为正方形栅元的示意图；图8为单元条带的示意图；图9为单元条带的俯视图；图10为单元条带的侧视图。附图中标记及对应的零部件名称：1-上管座；2-仪表管；3-燃料棒；4-结构格架；5-导向管；6-下管座；7-条带A；8-条带B；9-弹簧；10-刚凸；11-装配槽；12-宽槽；13-焊点；14-单元条带；15-燃料棒接触面；16-Y脚。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1：如图1-图10所示，一种具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架，其特征在于，包括若干条带A(7)和若干条带B(8)，所述条带A(7)和条带B(8)的一个侧壁上均设置有若干弹簧(9)，若干弹簧(9)成排均匀设置，所述条带A(7)和条带B(8)的另一个侧壁上均设置有若干刚凸(10)，若干刚凸(10)设置呈上下两排设置，两排刚凸(10)分别设置在弹簧(9)的上方和下方，所述条带A(7)和条带B(8)上在竖直方向上均设置有若干装配槽(11)，设置在条带A(7)上的装配槽(11)与设置在条带B(8)上的装配槽(11)的开口方向相反，若干条带A(7)和若干条带B(8)通过装配槽(11)相互配插形成正方形栅元阵列，在正方形栅元阵列中，若干条带A(7)平行设置，若干条带B(8)平行设置，所述正方形栅元阵列包括若干正方形栅元，每个正方形栅元用于插入一个燃料棒(3)，每个正方形栅元包括2个弹簧(9)和4个刚凸(10)，所述弹簧(9)和刚凸(10)通过水平冲压方式设置在条带A(7)和条带B(8)上，其中，所述弹簧(9)由两个背对的Y形结构通过冲压形成，两个背对的Y形结构呈上下设置，所述弹簧(9)和刚凸(10)与燃料棒(3)接触的面为平面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架，其特征在于，包括若干条带A(7)和若干条带B(8)，所述条带A(7)和条带B(8)的一个侧壁上均设置有若干弹簧(9)，若干弹簧(9)成排均匀设置，所述条带A(7)和条带B(8)的另一个侧壁上均设置有若干刚凸(10)，若干刚凸(10)设置呈上下两排设置，两排刚凸(10)分别设置在弹簧(9)的上方和下方，所述条带A(7)和条带B(8)上在竖直方向上均设置有若干装配槽(11)，设置在条带A(7)上的装配槽(11)与设置在条带B(8)上的装配槽(11)的开口方向相反，若干条带A(7)和若干条带B(8)通过装配槽(11)相互配插形成正方形栅元阵列，在正方形栅元阵列中，若干条带A(7)平行设置，若干条带B(8)平行设置，所述正方形栅元阵列包括若干正方形栅元，每个正方形栅元用于插入一个燃料棒(3)，每个正方形栅元包括2个弹簧(9)和4个刚凸(10)，所述弹簧(9)和刚凸(10)通过水平冲压方式设置在条带A(7)和条带B(8)上，其中，所述弹簧(9)由两个背对的Y形结构通过冲压形成，两个背对的Y形结构呈上下设置，所述弹簧(9)和刚凸(10)与燃料棒(3)接触的面为平面。


2.根据权利要求1所述的一种具有双Y形弹簧的单金属结构格架，其特征在于，所述条带A(7)和条带B(8)上设置有与装配槽(11)连通的宽槽(12)，所述宽槽(12)的宽度大于装配槽(11)的宽度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郑美银，陈平，雷涛，秦勉，焦拥军，李权，肖忠，陈杰，彭园，黄永忠，蒲曾坪，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51