[發明專利]燃料組件及燃料組件的管座

有效

• 申請號: 201611084087.0
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106504799B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 禹文池;李偉才;傅先剛;周躍民;田俊
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C3/33
• 分類號: G21C3/33;G21C3/322
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙)44314
• 代理人: 林儉良,紀媛媛

技術領域

本發明涉及核電站燃料組件，更具體地說，涉及一種燃料組件及燃料組件的管座。

背景技術

現有技術中的燃料組件結構由剛性骨架和燃料棒組成，如圖1所示，燃料棒在剛性骨架中平行排列并被均勻分隔。剛性骨架包括攪混格架4、上管座5、下管座6和導向管7。攪混格架4，由規則排列的用于容納和夾持燃料棒的柵元組成。定位格架10和攪混格架4在燃料棒的軸向間隔設置，供燃料棒穿設定位。導向管7比燃料棒長，其從燃料棒束的端部伸出來，并固定在上管座5和下管座6上。下管座6位于燃料組件的下部，具有一些支撐腿和一個孔板61，孔板61上有一些用來固定導向管7的孔道和冷卻劑流道穿透該孔板61。燃料組件的另一端，即組件上端的上管座5，包括一個橫向的孔板，孔板上有一些容納和固定導向管7的孔道和流水孔貫穿該孔板。

通常，如圖13所示，下管座由一個正方形孔板61和位于其四個角正下方帶橫梁式支撐肋板624的四個支撐柱625連接組成，該結構可讓供冷卻劑由孔板61上的孔流向燃料組件的空腔。下管座6一對角線上的兩個支撐柱625有定位銷孔，用于與下堆芯板上的定位銷裝配，以確保燃料組件在堆芯的準確定位。

由于支撐肋板624為長條形板狀結構，采用有限元方法進行數值分析，在下管座6孔板61和支撐肋板624間存在截面急劇的變化，如圖14所示，梁式下管座結構在直角處存在明顯的應力集中，導致了在該處產生了局部突變的高應力，其應力峰值遠大于構件整體的平均應力。由于該處的應力集中，將削弱組件下管座6的強度，降低下管座6的承載能力。2004年某月，日本某核電站渦輪所在建筑內連接3號反應堆的水管突然爆裂，該事故雖然并未導致核泄漏，但蒸汽爆發導致5名工人死亡，數十人受傷。事故原因是蒸汽發生器內細管的應力集中導致了管道裂紋，金屬疲勞導致裂紋擴展。因此，應力集中對構件有嚴重的危害，有必要對存在應力集中潛在危害的下管座6進行優化設計，以克服、或降低應力集中削弱結構強度的影響。

另外，現在的下管座結構會導致堆芯板流出的冷卻劑軸向速度不均勻，在現有技術采用的梁式肋板形成了一個大開口。該結構雖然對壓降有利，但不利于流場均勻，將導致下管座6孔板61前的冷卻劑存在的不均勻性。

進一步地，結合圖15、圖16所示，由于橫梁式支撐肋板624截面變化在同一高度，當冷卻劑沖刷肋板截面時，在梁腹位置突變，迎流截面的突變將引起橫流激變。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種改進的燃料組件及燃料組件的管座。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種燃料組件的管座，其特征在于，包括分布有通孔的孔板和設置在所述孔板一側的支撐機構；所述支撐機構包括設置在所述孔板上的至少一個拱形肋板；所述拱形肋板遠離所述孔板的一側設置有拱形開口，且所述拱形開口的開口方向朝向遠離所述孔板的一側。

優選地，所述拱形肋板設置在所述孔板不同方向的外邊之間。

優選地，所述拱形肋板包括分別沿第一方向和第二方向設置的拱形肋板。

優選地，所述第一方向的拱形肋板和所述第二方向的拱形肋板交叉設置。

優選地，所述第一方向包括并排設置的至少兩個拱形肋板，所述第二方向包括并排設置的至少兩個拱形肋板，各所述拱形肋板形成向所述孔板一側拱起設置的穹頂結構。

優選地，所述支撐機構還包括對所述孔板進行支撐的支腿；

所述拱形肋板包括沿所述孔板的邊緣設置在所述孔板周向上相鄰的所述支腿之間的拱形肋板；和/或，

所述拱形肋板包括設置在所述孔板周向上不相鄰的兩所述支腿之間的拱形肋板。

優選地，所述拱形肋板為板狀結構，與所述孔板、支腿對應的側邊分別與所述孔板、支腿連接。

優選地，設置在兩所述支腿之間的所述拱形肋板與所述支腿為一體結構。

優選地，所述支撐機構與所述孔板為一體結構；或，所述支撐機構與所述孔板焊接形成一體結構。

優選地，至少兩個所述支腿的底部設有鎖孔。

優選地，設置在兩所述支腿之間的所述拱形肋板相對對應的兩所述支腿之間的中線對稱。

優選地，所述孔板呈方形，所述支腿包括四個，分別位于所述孔板的四角；或，所述孔板呈多邊形，所述支腿包括與所述孔板的邊數對應的多條，且分別位于所述孔板的角落。

優選地，所述拱形開口的拱形外形由若干線段沿拱形方向依次連接形成。

優選地，所述拱形開口的拱形外形包括位于兩端的弧形段以及連接在兩端的所述弧形段之間的平直段。

優選地，所述平直段與所述孔板平行。