一种基于增材制造的双层搅浑翼核燃料组件定位格架制造技术

技术编号:46061314 阅读:17 留言:0更新日期:2025-08-11 15:46
一种基于增材制造的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,包括内部格架单元、边缘格架单元和角格架单元;其中内部格架单元互相连接形成方阵;边缘格架单元沿方阵四边延伸布局,包围在方阵除去四角的边缘;位于每条边尽头的边缘格架单元分别连接角格架单元以实现边角过渡;各格架单元之间通过部分重合的边界连接;内部单元格架、边缘格架单元、角格架单元分别具有两层共八个、四个、三个搅浑翼;定位格架整体是由金属3D打印自下而上一体成型,材料选择锆合金或高温合金;本发明专利技术实现搅浑翼更长、搅浑范围更大的效果,同时方便燃料棒和定位格架的组装,还降低了制造难度及成本,减小了设计及制造周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核燃料组件,具体涉及一种基于增材制造的双层搅浑翼核燃料组件定位格架


技术介绍

0、技术背景

1、核燃料组件作为核反应堆的核心构件,由多根燃料元件、控制棒导向管、上下管座及定位格架等部件组合而成,其核心功能在于维持核燃料棒束的规则空间排布。核反应进行时,冷却剂高速流经燃料棒间隙,持续导出裂变热能并形成高温高压工况,这一特性使得反应堆运行安全性与组件材料及结构特性密切关联。

2、定位格架作为约束燃料棒空间定位的核心装置,其核心设计目标在于确保棒束间距的精确控制。安装流程中需预先固定格架位置,随后进行燃料棒阵列插装,这要求格架结构具备良好的装配适配性。反应堆换热效能受冷却剂流向与流速的显著影响,因而格架需具备流体导向功能。冷却介质流经格架时产生的温变、湍流及振动现象,对格架的机械强度提出了明确要求。

3、现有的定位格架如名称为“一种条带、核燃料定位格架及核燃料组件”的专利申请(公开号cn204884577u)和名称为“具有流线型低压降流道的定位格架及燃料组件”的专利申请(公开号cn104318962a)普遍采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于增材制造的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:包括内部格架单元(1)、边缘格架单元(2)和角格架单元(3);其中内部格架单元(1)互相连接形成方阵;边缘格架单元(2)沿方阵四边延伸布局,包围在方阵除去四角的边缘;位于每条边尽头的边缘格架单元(2)分别连接角格架单元(3)以实现边角过渡;各格架单元之间通过部分重合的边界连接;

2.根据权利要求1所述的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:所述的内部格架单元(1)包括中间层的第一镂空导向圆环(1-4),并从其上边缘向上生长出四片第一上扭转搅浑翼(1-3),第一上扭转搅浑翼(1-3)向上宽度逐渐减小且向外扭转,...

【技术特征摘要】

1.一种基于增材制造的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:包括内部格架单元(1)、边缘格架单元(2)和角格架单元(3);其中内部格架单元(1)互相连接形成方阵;边缘格架单元(2)沿方阵四边延伸布局,包围在方阵除去四角的边缘;位于每条边尽头的边缘格架单元(2)分别连接角格架单元(3)以实现边角过渡;各格架单元之间通过部分重合的边界连接;

2.根据权利要求1所述的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:所述的内部格架单元(1)包括中间层的第一镂空导向圆环(1-4),并从其上边缘向上生长出四片第一上扭转搅浑翼(1-3),第一上扭转搅浑翼(1-3)向上宽度逐渐减小且向外扭转,最终和最上方的第一上镂空框架圆环(1-2)连接,在第一上镂空框架圆环(1-2)的内部均匀分布四个第一上爪型弹性夹持部件(1-1);从第一镂空导向圆环(1-4)的下边缘向下生长出四片第一下扭转搅浑翼(1-5),第一下扭转搅浑翼(1-5)向下宽度逐渐减小且向外扭转,最终和最下方的第一下镂空框架圆环(1-7)连接,第一下扭转搅浑翼(1-5)与第一上扭转搅浑翼(1-3)的布置位置具有15°的角度差,在第一下镂空框架圆环(1-7)的内部均匀分布四个第一下爪型弹性夹持部件(1-6),第一下爪型弹性夹持部件(1-6)配置和第一上爪型弹性夹持部件(1-1)相同。

3.根据权利要求2所述的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:第一上爪型弹性夹持部件(1-1)、第一下爪型弹性夹持部件(1-6)的夹持曲面中心轴线在未夹持核燃料棒(4)时与第一上镂空框架圆环(1-2)、第一下镂空框架圆环(1-7)的中心轴线形成小于12°的小角度,假设待安装的核燃料棒(4)直径为d,第一上爪型弹性夹持部件(1-1)和第一下爪型弹性夹持部件(1-6)最上夹持点围成的直径为d-0.5mm,最下方夹持点围成的直径为d+0.18mm。

4.根据权利要求2所述的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:所述的第一上镂空框架圆环(1-2)和第一下镂空框架圆环(1-7)的内径相同为d+2.6mm,第一镂空导向圆环(1-4)的内径为d+1.1mm。

5.根据权利要求2所述的双层搅浑翼核燃料组件定位格架,其特征在于:所述的第一下扭转搅浑翼(1-5)在受到来自下方的冷却剂冲击后引导部分水流向第一镂空导向圆环(1-4)内部,并在扭转结构的作用下形成一定速度的横向二次流;第一上扭转搅浑翼(1-3)由于和第一下扭转搅浑翼(1-5)存在15°的偏转角度,接收其余...

【专利技术属性】
技术研发人员:张琦程临风曹益谢兴乐陶一飞王寅张雪卢秉恒
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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