[實用新型]一種燃料棒上端塞以及燃料棒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320062653.3
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN203055471U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 朱發(fā)文;雷濤;程華旸;龐華;尹春雨;邢碩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C3/10
• 分類號: G21C3/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術(shù)領域

本實用新型涉及反應堆燃料組件，具體涉及一種燃料棒上端塞以及燃料棒。

背景技術(shù)

燃料棒是構(gòu)成燃料組件棒束的核心部件，用于產(chǎn)生熱能并將其傳遞給冷卻劑、包容燃料和裂變產(chǎn)物。

燃料棒主要由包殼管、上端塞、下端塞以及芯塊構(gòu)成。芯塊設置于包殼管內(nèi)部，上端塞和下端塞設置于包殼管兩端。上端塞和下端塞主要其兩個作用：一是塞住包殼管兩端頭從而密封芯塊；二是為燃料棒的固定以及燃料組件棒束的組裝提供結(jié)構(gòu)基礎。壓水堆中燃料棒的軸向定位功能由定位格架來承擔。定位格架夾持燃料棒并提供軸向和橫向支撐，保持燃料棒處于格架柵元中心位置和燃料棒之間的正常間距。但是通過定位格架支撐燃料棒的缺點在于，但當燃料棒的間距較小時（如1mm左右），定位格架的放置就極其困難。

在快堆中，燃料棒通過固定在棒束柵板上來實現(xiàn)軸向定位，有三種實現(xiàn)方式：螺紋固定、焊接固定和嵌鑲式固定。螺紋固定為燃料棒下端塞插入棒束柵板，通過燃料棒下端塞上的螺紋和螺帽把燃料棒固定在棒束柵板上。但這種結(jié)構(gòu)會使冷卻劑通過棒束柵板的流道大大減少，使阻力變得很大，所以快堆很少采用這種定位結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在的快堆中更多的是焊接固定和嵌鑲式固定為燃料棒提供軸向限位。圖1為焊接式端塞的結(jié)構(gòu)示意圖，其下端部設置有槽口，棒束柵板插入該槽口中，然后通過使端塞與棒束柵板連接。但是焊接很容易引起棒束柵板變形，而且上述結(jié)構(gòu)難以保證燃料棒垂直于柵板。圖2為鑲嵌式端塞的結(jié)構(gòu)示意圖，鑲嵌式端塞的底端開設有特殊形狀的槽口，該槽口鑲嵌入具有相應截面的導軌式柵板中，燃料棒順著導軌式柵板推入。這種定位結(jié)構(gòu)具有較大的冷卻劑流道，但實現(xiàn)的前提是燃料棒外存在六角形外套管或類似結(jié)構(gòu)，否則燃料棒會順著導軌式柵板滑出，這種定位結(jié)構(gòu)適用范圍窄。

燃料棒在工作時由于受熱和輻照，會出現(xiàn)熱膨脹和軸向伸長的情況，不管采用上述哪種固定方式，燃料棒本身無法預留一個供其膨脹和軸向伸長的空間。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的第一個目的即在于提供一種燃料棒上端塞，以克服現(xiàn)有的上端塞需要焊接安裝，且燃料棒本身無法為其膨脹和伸長提供空間的不足。

本實用新型的第一個目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種燃料棒上端塞，包括塞體A，所述塞體A的上端部開設有矩形槽A，矩形槽A的深度可以根據(jù)燃料棒的安裝尺寸進行設定，使燃料棒安裝就位后，矩形槽A的底端與其插入的棒束柵板之間存在一定間隙，為燃料棒的膨脹和伸長提供空間。另外矩形槽A還起到防止燃料棒轉(zhuǎn)動的作用。端塞與包殼管之間通過壓力電阻焊進行焊接，為適應壓力電阻焊，塞體A的下端部設計有略大于包殼管內(nèi)徑的圓柱段和直徑從上至下逐漸減小的圓錐臺。圓錐臺末端設計有臺階，可以起到支撐燃料芯塊或氣腔彈簧的作用。

作為本實用新型的第一種優(yōu)化方案，將所述塞體A上端部的直徑設計得小于所述塞體A下端部的直徑。塞體A上端部的直徑較小可以節(jié)省與棒束柵板連接位置的空間，方便安裝，塞體A下端部直徑較大可以使本實用新型更易與包殼管接觸，方便焊接。

作為本實用新型的第二種優(yōu)化方案，在所述塞體A上端部上設置過渡錐面A。在反應堆中，棒束柵板兩側(cè)的位置較為狹窄，現(xiàn)有的端塞因其為一圓柱體，需要將位置完全對準后才能插入，安裝不方便。在本實用新型中，設置過渡錐面A，就算在端塞與插入位置未完全對正的情況下，也能方便插入，提高了本實用新型的安裝工藝性。

本實用新型的第二個目的即在于提供一種燃料棒，該燃料棒采用上述上端塞，以克服現(xiàn)有燃料棒本身沒有為燃料棒的膨脹和伸長預留空間的不足。

本實用新型的第二個目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種燃料棒，主要由芯塊和包殼管組成，芯塊固定于包殼管內(nèi)部，還包括上述任意一種上端塞，所述塞體A的下端部與包殼管的一端連接，還包括下端塞，下端塞與包殼管的另一端連接。

作為本實用新型的第一種優(yōu)化方案，下端塞包括塞體B，所述塞體B的下端部相對設置有兩個可彎折的固定體。在安裝時，使兩個固定體貫穿棒束固定柵板的孔道，然后向兩側(cè)掰開固定體，使固定體彎折，固定體與棒束固定柵板的孔道緊密配合，從而限制燃料棒的滑動。本實用新型避免了焊接帶來的棒束柵板變形和燃料棒垂直度難以保證的問題，同時在不需要外部結(jié)構(gòu)支持的情況下，也能防止燃料棒滑動。

作為本實用新型第一種優(yōu)化方案的進一步優(yōu)化，所述固定體上設置有薄弱部。該薄弱部使得固定體的彎折更加容易，提高了本實用新型的安裝工藝性。該薄弱部的厚度小于固定體其它部位的厚度。

綜上所述，本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于：

1．上端塞預設有供燃料棒的膨脹和伸長的空間，防止因燃料棒體積的變化對反應堆內(nèi)部造成損壞；