[發明專利]一種復合型燃料組件、核反應堆堆芯以及組裝方法

有效

• 申請號: 201711339454.1
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108231216B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 盧志威;張顯生;李雷;李云;劉彤
• 申請（專利權）人: 廣東核電合營有限公司;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;G21C3/334
• 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;王少虹

本發明公開了一種復合型燃料組件、核反應堆堆芯以及組裝方法。其中，該復合型燃料組件包括：第一燃料組件、第二燃料組件、以及將所述第一燃料組件和第二燃料組件在軸向方向上固定連接的連接機構。本發明的第一燃料組件和第二燃料組件通過連接機構在軸向方向上固定連接，從而可以有效的降低第一燃料組件和第二燃料組件的單個組件的軸向長度，從而提高了制造可行性以及反應堆的安全性。

技術領域

本發明涉及核電領域，尤其涉及一種復合型燃料組件、核反應堆堆芯以及組裝方法。

背景技術

在核電技術領域，燃料組件作為核反應堆堆芯的主要組件，其安全性、穩定性是十分重要的。如圖1所示，傳統的燃料組件包括剛性骨架和燃料棒2。其中，剛性骨架包括攪混格架3、上管座1、下管座5和導向管4。攪混格架3由規則排列的用于容納和夾持燃料棒2的柵元組成。導向管4比燃料棒2長，其從燃料棒2的端部伸出來，并固定在上管座1和下管座5上。下管座5位于燃料組件的下部，下管座5具有一些支撐腿和一個匹配板，有一些用來固定導向管4的孔道和貫通的冷卻劑流道。燃料組件的另一端，即燃料組件上端的上管座1，包括一個橫向的匹配板，有一些容納和固定導向管4的孔道和貫穿的流水孔。其中燃料棒2在剛性骨架中平行排列并被均勻分隔，且每根燃料棒2的包殼均為一體成型。

現有技術的燃料組件中，至少存在以下缺陷：

高徑比很高，這種特殊的結構會造成其橫向剛度很小，那么在地震工況下，在反應堆堆芯中相鄰的燃料組件會產生較大的沖擊力，特別是燃料組件中間部分的沖擊力最大，最容易造成結構性破壞，影響反應堆運行的安全性。

因為燃料棒2包殼與導向管4結構、材料、運行溫度及中子通量的不同，會產生不同的生長量，同時由于定位格架對燃料棒2的夾持作用，因此燃料棒2與導向管4會承受方向相反的軸向力，生長量差越大，此軸向力越大。

單根燃料棒2的長度很長，一根燃料棒2內也會裝載很多的燃料芯塊，在整個燃料壽期內，會有更多裂變氣體釋放，造成燃料棒2內壓的變化范圍更大，這會給燃料棒2整體的結構完整性設計帶來挑戰。

單根燃料棒2的長度很長，因而包殼很更長，這會造成包殼制造工藝難度的增加；燃料棒2長度很長也會給燃料棒2整體的裝配及制造的難度增加。

單根燃料棒2的長度很長，該特征會對燃料組件組裝過程的燃料棒2拉棒造成困難，單根燃料棒2包殼經過的格架層數會增加，特別是最新先入燃料組件骨架的燃料棒2部分，這會增加燃料棒2包殼因格架彈簧剛凸加持造成的表面剮蹭幅度，進而增加鋯屑的產生量，最終還是會影響反應堆的安全性。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的燃料棒太長而造成的缺陷，提供一種復合型燃料組件、核反應堆堆芯以及組裝方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種復合型燃料組件，包括：第一燃料組件、第二燃料組件、以及將所述第一燃料組件和第二燃料組件在軸向方向上固定連接的連接機構。

優選的，所述第一燃料組件包括第一上管座、第一下管座、設置在所述第一上管座和第一下管座之間的第一格架、以及由所述第一格架夾持安裝在所述第一上管座和第一下管座之間的第一燃料棒組；

所述第二燃料組件包括第二上管座、第二下管座、設置在所述第二上管座和第二下管座之間的第二格架、以及由所述第二格架夾持安裝在所述第二上管座和第二下管座之間的第二燃料棒組。

優選的，所述連接機構包括在所述第一下管座向所述第二上管座一側延伸的至少一連接銷釘、以及在所述第二上管座上設置的、與所述連接銷釘配合鎖緊的連接槽；和/或，

所述連接機構包括在所述第二上管座向所述第一下管座一側延伸的至少一連接銷釘、以及在所述第一下管座上設置的、與所述連接銷釘配合鎖緊的連接槽。

優選的，所述第一下管座、第二上管座大致呈方形；