[發明專利]用于核燃料組件的下端配件鎖緊螺母

在審

• 申請號: 201210557311.9
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103377716A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: J·M·烏爾曼;L·A·沃爾頓;M·W·約翰遜
• 申請（專利權）人: 巴布科克和威爾科克斯核能股份有限公司
• 主分類號: G21C3/332
• 分類號: G21C3/332;G21C7/20;F16B39/284;F16B37/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

技術領域

以下涉及核動力反應堆技術、核燃料組件制造和部署技術以及相關技術。?

背景技術

在一體式壓水反應堆（一體式PMR）型的核反應堆設計中，核反應堆堆芯浸入位于壓力容器底部處或附近的主冷卻水中。在典型的設計中，主冷卻劑在大致直立安裝的圓筒形壓力容器（即，其圓筒軸線垂直定向）內保持在過冷的液相。中空圓筒形中央上升器同心地布置在壓力容器內。主冷卻劑向上流過在此其被加熱的反應堆堆芯，并上升經過中央上升器，從中央上升器排出，并反向向下經過限定在壓力容器和中央上升器之間的下降（下水）環腔流回到反應堆堆芯。在一體式PWR設計中，至少一個蒸汽發生器位于壓力容器內部、通常在下降環腔內。一些示例性一體式PWR設計在2010年12月16日公開的美國公開第2010/0316181A1號的Thome等人的“Integral?Helical?Coil?Pressurized?Water?Nuclear?Reactor（一體式螺旋線圈壓水核反應堆）”中描述，該申請的全部內容以參見的方式納入本文。諸如具有外部蒸汽發生器的PWR設計、沸水反應堆（BWR）等之類的其它輕水核反應堆設計改變蒸汽發生器和其它部件的布置、但通常將放射性堆芯定位在圓筒形壓力容器底部處或附近，以減少在冷卻劑喪失事故（LOCA）中反應堆堆芯的空氣暴露的可能性。?

核反應堆堆芯由多個燃料組件建成。每個燃料組件包括許多燃料棒。沿燃料組件的長度垂直間隔開的是向燃料棒提供結構支承的格架組件。在燃料組件的頂部和底部處分別是提供結構支承的上端配件和下端配件。下端配件、有時被稱為管板，可由下堆芯支承板、支承基座等來支承。?

下端配件是冷卻劑流入其燃料組件的入口。燃料組件還包括散布在燃?料棒之間的引導管。將包括中子吸收材料的控制棒插入并提出燃料組件的引導管，以控制堆芯反應。傳統組件中的引導管剛性地附連于格架組件，并且上端和下端配件使用緊固件固定到引導管的端部，以形成燃料組件的結構框架。?

阻尼器可選地設置在引導管的下端部處，以在急停期間減慢控制棒的下降。阻尼器可形成為引導管的較窄直徑下部，或形成為在引導管的下端內部同軸設置的小直徑阻尼管。通常包括螺紋緊固件的緊固結構將下端配件連接到引導管。緊固結構可選地還包括鎖定元件，以防止螺紋連接隨著時間不起作用。一些示例性這種類型的緊固結構例如在Walton的美國專利第4,036,692號中描述，該專利的全部內容以參加的方式納入本文，以及在John?Jr.等人的美國專利第5,068,083號中描述，該專利的全部內容以參加的方式納入本文。?

發明內容

根據一個方面，燃料組件包括包含裂變材料的多根燃料棒、散布在燃料棒之間的多個引導管、與引導管的上端連接的上端配件、下端配件、端塞以及陰鎖緊螺母，端塞與引導管的下端連接并具有陽螺紋軸桿，這些陽螺紋軸桿從引導管的下端延伸并穿過下端配件的開口，這些陰鎖緊螺母螺紋連接到端塞的陽螺紋軸桿上，并與下端配件鎖定，以將下端配件固定到引導管的下端。陰鎖緊螺母可具有鎖定部，這些鎖定部向外變形到下端配件的凹部內，以在擰緊之后使鎖緊螺母與下端配件鎖定。阻尼管可設置在引導管的下端內并連接到端塞。陰鎖緊螺母不與阻尼管配合。?

根據另一方面，公開了一種核反應堆，該核反應堆包括包含反應堆堆芯的壓力容器，反應堆堆芯包括如在之前段落中闡釋的燃料組件陣列。?

根據另一方面，設備包括：端塞，該端塞構造成與核反應堆燃料組件的引導管的下端連接，端塞具有陽螺紋軸桿，該陽螺紋軸桿在端塞與引導管的下端連接時離開引導管的下端延伸，陽螺紋軸桿的尺寸設計成穿過核反應堆燃料組件下端配件的開口；以及陰鎖緊螺母，該陰鎖緊螺母構造成螺紋連接到端塞的陽螺紋軸桿上，陰鎖緊螺母具有可變形側壁，可變形側?壁構造成型鍛到核反應堆燃料組件的凹部內，以將陰鎖緊螺母鎖定到核反應堆燃料組件下端配件。?

根據又一方面，方法包括：通過核反應堆燃料組件下端配件的開口插入與核反應堆燃料組件的引導管的下端連接的端塞的陽螺紋軸桿；通過沿擰緊方向轉動陰鎖緊螺母而將陰鎖緊螺母安裝到端塞的插入的陽螺紋軸桿上，以將核反應堆燃料組件下端配件固定到引導管的下端；以及使陰鎖緊螺母的鎖定部變形到核反應堆燃料組件下端配件的凹部內，以將陰鎖緊螺母鎖定到核反應堆燃料組件下端配件。該方法還包括，在變形之后，通過使用轉動力沿松開方向轉動陰鎖緊螺母來從陽螺紋軸桿移除陰鎖緊螺母，該轉動力足以破壞由變形鎖定部提供的、與核反應堆燃料組件下端配件的鎖定。?

附圖說明