[實用新型]具備塞條和倒角的反應堆燃料組件圍筒及反應堆燃料組件

有效

• 申請號: 201220528303.7
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN202816398U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 盧川;嚴明宇
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C3/06
• 分類號: G21C3/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 廖曾

技術領域

本實用新型屬于核反應堆燃料組件設計技術，特別是涉及一種可以改變燃料組件溫度分布差異大的反應堆燃料組件圍筒，即具備塞條和倒角的反應堆燃料組件圍筒及反應堆燃料組件。

背景技術

反應堆的核燃料通常以一定數量的燃料棒、燃料板或燃料球為組成單元，該組成單元通常稱之為燃料組件，一個反應堆堆芯通常由若干數量的燃料組件所組成。例如，目前國內常用的百萬千瓦級壓水堆核電站堆芯由177盒燃料組件所組成，六十萬千瓦秦山二期核電站堆芯由121盒燃料組件所組成。

燃料組件根據其結構特點，有些帶有組件圍筒（或稱組件盒、元件盒），有些不帶組件圍筒。組件圍筒可使各組件之間相對獨立，形成組件內冷卻劑流動的閉式流道，使組件之間冷卻劑流動相對隔離，冷卻劑在相鄰組件之間無法進行流動攪渾，從而可有效控制各組件內的冷卻劑流量。目前國內外的快中子反應堆，沸水堆，俄羅斯的VVER反應堆，超臨界水堆以及各類研究堆等都廣泛采用帶組件圍筒的組件結構形式。

由于組件圍筒結構的存在，使得組件內部燃料棒（板、球）之間的冷卻劑流道（簡稱中心通道），燃料棒（板、球）與組件圍筒內壁所形成的冷卻劑流道（簡稱邊通道），以及燃料棒（板、球）與組件圍筒邊角所形成的冷卻劑流道（簡稱角通道）其流通面積與流動阻力不同，從而造成組件內中心通道、邊通道和角通道內的冷卻劑流量形成差異，造成流量分配不均勻。另一方面，由于中心通道、邊通道與角通道其所對應的燃料發熱功率不同以及燃料換熱面積不同，從而造成三種通道之間的換熱特性不同，造成換熱分布不均。流量分配的不均勻與換熱分布的不均勻共同影響，可能會造成組件內同一高度截面形成較大的溫度差異，從而降低反應堆的堆芯性能，并且通過核熱耦合反饋影響局部反應性。

因此，為了調整和避免燃料組件內的中心通道、邊通道以及角通道由于結構的原因出現流量分配和換熱分布的較大差異，可采用相關設計理念對組件局部結構進行改進設計，達到優化組件內流動與換熱特性的目的。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種具備塞條和倒角的反應堆燃料組件圍筒，可降低反應堆燃料組件出口區域的截面冷卻劑溫度分布差異，同時提供相應的反應堆燃料組件。

本實用新型的實現方案如下：具備塞條和倒角的反應堆燃料組件圍筒，包括反應堆燃料組件圍筒本體，所述反應堆燃料組件圍筒本體的內徑面設置有若干塞條，所述塞條的軸線與反應堆燃料組件圍筒本體的軸線平行，且相鄰兩塞條之間存在間隙。

塞條的尺寸范圍，跟具體設計相關，不同的堆型不一樣，因此該處無法確定尺寸。但總體而言，塞條高度和寬度不能與相鄰燃料棒接觸，因此燃料棒和繞絲的尺寸在一定程度上限制了塞條的尺寸。

所述反應堆燃料組件圍筒本體的橫切面為多邊形，其反應堆燃料組件圍筒本體的任意兩邊相連處通過倒角加工成倒角形狀或其反應堆燃料組件圍筒本體的任意兩邊相連處設置有圓角填充物。

所述塞條的橫切面為多邊形。

所述塞條的橫切面為梯形或矩形或三角形。

所述塞條的橫切面為圓形或橢圓形，優先考慮梯形設置。

所述圓角填充物的橫切面為圓形或橢圓形或者多邊形。

塞條沿反應堆燃料組件圍筒本體軸向方向整體或分段設置。

所述塞條的橫切面為梯形或矩形或圓形或橢圓形或者多邊形或者為其他幾何形狀。

反應堆燃料組件，包括反應堆燃料組件圍筒本體，以及設置在反應堆燃料組件圍筒本體空腔內的若干燃料棒，靠近反應堆燃料組件圍筒本體內徑面的相鄰兩個燃料棒與反應堆燃料組件圍筒本體內徑面構成的區域為邊通道，所述塞條位于邊通道處，且塞條與相鄰燃料棒之間存在間隙。

基于上述反應堆燃料組件圍筒的反應堆燃料組件，包括反應堆燃料組件圍筒本體，以及設置在反應堆燃料組件圍筒本體空腔內的若干燃料棒，反應堆燃料組件圍筒本體的任意兩邊相連處為邊角處，靠近反應堆燃料組件圍筒本體邊角處的燃料棒與邊角處構成的區域為角通道，圓角填充物位于角通道處，圓角填充物與相鄰燃料棒之間存在間隙。