具有咬接型套筒弹簧的BWR核燃料组件制造技术

本发明专利技术涉及用于沸水反应堆的核燃料组件，其包括基部(2)、头部以及全长燃料棒和部分长度燃料棒(11)的束，所述束从基部(2)向上且纵向地延伸到头部，核燃料组件(1)包括用于关于基部(2)纵向地保持部分长度燃料棒(11)的下塞(13)的至少一个夹具(33)。夹具(33)是装配到基部(2)的附加部件，夹具(33)被至少部分地接纳在设置于基部(2)中的壳体(30)中，并且夹具(33)通过互补组装设备的机械接合组装到基部(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有咬接型套筒弹簧的BWR核燃料组件
本专利技术涉及用于沸水反应堆的核燃料组件，其包括基部、头部以及全长燃料棒和部分长度燃料棒的束，所述束从基部向上且纵向地延伸到头部，核燃料组件包括用于关于基部纵向地保持部分长度燃料棒的下端的至少一个夹具。
技术介绍
在用于沸水反应堆(在以下说明书中为BWR)的核燃料组件中，全长燃料棒(在以下说明书中为FLFR)被接纳在燃料组件的基部和头部组件，具有小的纵向间隙，以允许FLFR在核反应堆运行期间在其纵向方向上扩展。通常，FLFR的上端被核燃料组件的头部保持。部分长度燃料棒(在以下说明书中为PLFR)因为热工水力稳定性和中子减速的原因而用在BWR中。PLFR从燃料组件的基部向上延伸并终止在距燃料组件的头部一定距离处。通常，PLFR的长度包括在FLFR的长度的25％和75％之间。燃料棒被沿燃料棒隔开的多个定位格架(spacergrid)纵向且横向地定位和保持。这些定位格架允许燃料棒在定位格架中的局部且受限的滑行移动以适应燃料棒在辐射下的扩展。然而，在特定运行条件下，由定位格架施加到燃料棒的束的纵向保持力可能不足以防止PLFR的显著纵向位移。因此，为了防止PLFR在核反应堆运行期间剥离，PLFR通常附接到燃料组件的基部。US-2008/0101528公开了一种燃料组件，在该燃料组件中，PLFR的下端通过与基部成为一体的夹具附接到基部。然而，这样的布置需要特殊机加工以实现夹具的合适误差。因此，虽然这样的布置是令人满意的，但是仍然希望简化其设计并降低其价格。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种燃料组件，其减小了在核反应堆运行期间PLFR的剥离风险并引起更低的成本。为此，本专利技术涉及一种如上所定义的燃料组件，其中夹具是装配到基部的附加部件，夹具被至少部分地接纳在设置于基部中的壳体(housing)中，并且夹具通过互补组装设备的机械接合而被组装到基部。根据特定实施方式，燃料组件可包括以下特征中的一个或多个：-互补组装设备包括第一组装设备和第二组装设备，第一组装设备适合于保持夹具以抵抗夹具相对于基部的向上位移，并且第二组装设备适合于保持夹具以抵抗相对于基部的向下位移，-夹具嵌入壳体中，-壳体是从基部的上表面延伸到基部的下表面的通孔，-夹具包括支撑设备，支撑设备适合于接触部分长度燃料棒的下塞的一部分，以将部分长度燃料棒的下塞保持在距基部的下表面一定距离处，-支撑设备包括围绕夹具的纵向轴线成角度地隔开的支撑翼片(supporttab)，每个支撑翼片包括在夹具的纵向轴线的方向上向内延伸的自由端，支撑翼片的自由端界定用于接纳部分长度燃料棒的下塞的所述部分的开口，-第二组装设备包括设置在壳体中的下支撑表面，支撑翼片纵向地支撑在下支撑表面55上，-第一组装设备包括弹性组装翼片和设置在壳体中的邻接表面，弹性组装翼片设置在夹具上并包括向上延伸的自由端，邻接表面适合于与弹性组装翼片的自由端接合，-夹具包括弹性保持翼片，弹性保持翼片围绕夹具的纵向方向成角度地隔开并且适合于与设置在部分长度燃料棒的下塞上的肩部接合，以防止部分长度燃料棒与基部脱离接合，-夹具包括主体，并且支撑翼片从主体的下边缘向内延伸，并且保持翼片和组装翼片从主体的上边缘向上延伸，-夹具仅借助于支撑翼片和保持翼片而接触部分长度燃料棒的下塞，在部分长度燃料棒的在支撑翼片和保持翼片之间延伸的部分中，在夹具的内表面和部分长度燃料棒的下塞的周边表面之间存在径向间隙，-互补组装设备包括夹具的中心基本平坦的基部和设置在壳体中的邻接表面，该中心基本平坦的基部支撑在壳体的底部上，该邻接表面适合于与夹具的上自由端接合，-夹具包括收缩部，收缩部与部分长度燃料棒的下塞弹性地接合并适合于与设置在部分长度燃料棒的下塞上的肩部协作，-基部包括组装到基部的抗碎片过滤器(anti-debrisfilter)，抗碎片过滤器包括平行杆，壳体设置在杆中，夹具包括自由端和围绕杆装配的中心部分，自由端延伸到壳体中并形成所述壳体中的收缩部，并且组装设备包括杆的互补部分以及夹具的中心部分以在杆和夹具之间提供形成形式配合(formfit)，并且收缩部与部分长度燃料棒的下塞弹性地接合且适合于与设置在部分长度燃料棒的下塞上的肩部协作。附图说明在阅读了仅通过实施例方式给出的以下描述并参照附图时，本专利技术及其优点将被更好地理解，在附图中：-图1是根据本专利技术的BWR核燃料组件的示意性透视图；-图2是阐示根据第一实施方式的用于将PLFR连接到BWR核燃料组件基部的夹具的部分截面视图；-图3和4是图2的夹具的示意性透视图；-图5是根据第二实施方式的夹具的示意性透视图；以及-图6和7是阐示根据分别的第三实施方式和第四实施方式的PLFR和BWR核燃料组件基部之间的连接的示意性部分截面视图。具体实施方式图1显示了用于沸水反应堆(BWR)的核燃料组件1。该燃料组件1沿着竖直的纵向方向L延伸。这样的燃料组件1预期被放置于其中在核反应堆运行期间冷却剂向上流动的核反应堆的堆芯(core)中。燃料组件1通常包括：-基部2，其预期靠在堆芯的下板上，-头部3，-燃料棒的束4，所述束4在基部2和头部3之间纵向地延伸，-水通道5，其放置在束4的内部并且将基部2连接至头部3，-多个定位格架6，其沿着纵向方向L分隔开并且纵向地且横向地保持束4，-燃料通道7，其包围束4和基部2并且固定到头部3。图1中仅显示了燃料通道7的一部分。束4包括全长燃料棒(FLFR)9以及未在图1中示出的部分长度燃料棒(PLFR)11。在公开的实施方式中，燃料组件1包括20个PLFR11和92个FLFR9。然而，这些数字可以从一种实施方式变化到另一种实施方式。每个FLFR9和PLFR11包括包壳(cladding)，包壳包含核燃料芯块并且由上塞和下塞封闭。FLFR9由头部3以常规方式通过其上端保持，例如通过具有孔的格架，该孔接纳设置在FLFR9的上塞上的销。FLFR9从头部3向下延伸直到基部2，同时保持FLFR9的下端和基部2之间的纵向间隙，以允许FLFR9在核反应堆的运行期间的纵向扩展。PLFR11比FLFR9短。其从基部2向上延伸并且终止在距头部3一定距离处。在一些实施方式中，燃料组件1内的PLFR11可具有不同的长度。如图2所示，每个PLFR11的下塞13包括柄脚(shank)15，其通过会聚部分18向下延伸。肩部20在柄脚15和会聚部分18之间的结合处设置在下塞13上。在柄脚15和会聚部分18之间的结合处，会聚部分18的直径大于柄脚15的直径。在公开的实施方式中，柄脚15是圆柱形的并且会聚部分18是大体圆锥形的。基部2包括碎片过滤器。该碎片过滤器例如具有第一组平行的横向杆和第二组平行的横向杆27。第二组平行杆的杆27例如关于第一组杆的杆垂直地延伸。附图中，仅显示了碎片过滤器的一个杆27。具有纵向轴线B的壳体30设置在杆27中。每个壳体30容纳夹具33。每个夹具33通过互补组装设备的机械接合组装到基部2。该互补组装设备包括第一组装设备和第二组装设备，第一组装设备适合于保持夹具33以抵抗相对于基部2的向上位移，第二组装设备适合于保持夹具33以抵抗相对于基部2的向下位移。第一组装设备和第二组装设备允许夹具33关于基部2的功能性轴向间隙，以允许在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.06 EP 10305752.71.一种用于沸水反应堆的核燃料组件(1)，包括基部(2)、头部(3)以及全长燃料棒(9)和部分长度燃料棒(11)的束(4)，所述束(4)从所述基部(2)向上且纵向地延伸到所述头部(3)，所述核燃料组件(1)包括用于关于所述基部(2)纵向地保持部分长度燃料棒(11)的下塞(13)的至少一个夹具(33)，其特征在于，所述夹具(33)是装配到所述基部(2)的附加部件，所述夹具(33)通过互补组装设备的机械接合组装到所述基部(2)，所述夹具(33)被完全地包括在设置在所述基部(2)中的壳体(30)中，所述壳体(30)是从所述基部(2)的上表面(36)延伸到所述基部(2)的下表面(39)的通孔，所述夹具(33)包括支撑设备，所述支撑设备适合于接触所述部分长度燃料棒(11)的所述下塞(13)的部分(18)，以将所述部分长度燃料棒(11)的所述下塞(13)保持在距所述基部(2)的所述下表面(39)一定距离处，并且所述支撑设备包括围绕所述夹具(33)的纵向轴线(A)成角度地隔开的支撑翼片(61)，每个支撑翼片(61)包括在所述夹具(33)的所述纵向轴线(A)的方向上向内延伸的自由端(62)，所述支撑翼片(61)的所述自由端(62)界定用于接纳所述部分长度燃料棒(11)的所述下塞(13)的所述部分(18)的开口(75)，所述支撑翼片(61)保持所述部分长度燃料棒以抵抗相对于所述基部的向下位移。2.根据权利要求1所述的核燃料组件(1)，其中所述互补组装设备包括第一组装设备和第二组装设备，所述第一组装设备适合于保持所述夹具(33)以抵抗所述夹具(33)相对于所述基部(2)的向上位移，并且所述第二组装设备适合于保持所述夹具(33)以抵抗相对于所述基部(2)的向下位移。3.根据权利要求1或权利要求2所述的核燃料组件(1)，其中所述夹具(33)允许冷却剂穿过所述壳体(30)并且沿着所述部分长度燃料棒(11)的下端流动。4.根据权利要求2所述的核燃料组件(1)，其中所述第二组装设备包括设置在所述壳体(30)中的下支撑表面(55)，所述支撑翼片(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·库泽尔，E·弗里德里希，迪克·布拉维斯，B·布洛克，
申请(专利权)人：阿海珐核能公司，
类型：
国别省市：