[發(fā)明專利]一種用于超臨界水冷堆的燃料組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010412766.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111554413B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱發(fā)文;龐華;馮琳娜;李翔;邢碩;唐昌兵;李慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G21C3/12
• 分類號(hào): G21C3/12;G21C3/32;G21C3/326
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 高俊

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于超臨界水冷堆的燃料組件，包括呈2×2方形排列的四個(gè)子組件，四個(gè)子組件之間形成十字形區(qū)域，四個(gè)子組件位于組件盒內(nèi)，所述組件盒內(nèi)部固定有用于填充所述十字形區(qū)域的十字框架，所述十字框架上開(kāi)設(shè)若干呈十字形分布的導(dǎo)向孔。本發(fā)明的目的在于提供一種用于超臨界水冷堆的燃料組件，以解決現(xiàn)有技術(shù)中用于超臨界水冷堆的燃料組件不能同時(shí)滿足十字形控制棒的落棒及燃料組件變形小的問(wèn)題，提供既可以實(shí)現(xiàn)十字形控制棒的落棒，又可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗變形能力的一種用于超臨界水冷堆的燃料組件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆領(lǐng)域，具體涉及一種用于超臨界水冷堆的燃料組件。

背景技術(shù)

在壓水堆中，燃料組件是核反應(yīng)堆堆芯的核心部件，其性能對(duì)壓水堆核電站的安全運(yùn)行具有重要的意義。實(shí)踐證明，燃料組件變形是影響燃料組件性能的主要因素之一，燃料組件變形會(huì)帶來(lái)裝卸料困難、控制棒不能完全下插、象限功率傾斜等問(wèn)題，嚴(yán)重的變形還會(huì)造成燃料組件破損，從而大大影響燃料組件的使用壽命，嚴(yán)重威脅核電生產(chǎn)的安全。

現(xiàn)有的，在超臨界反應(yīng)堆中，目前一般采用十字形控制棒來(lái)控制堆芯的反應(yīng)性，燃料組件是以導(dǎo)向管作為燃料棒的插入通道，如圖1所示，各導(dǎo)向管單獨(dú)分布，但由于堆芯運(yùn)行壓力和溫度都很高，燃料組件冷卻劑流速非常高，極易出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定性，容易造成燃料組件發(fā)生較大的變形，從而影響控制棒的插入和反應(yīng)堆堆芯的安全。因此，亟需設(shè)計(jì)一種新型燃料組件，既要滿足十字形控制棒的落棒需求，又要減小燃料組件的變形，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于超臨界水冷堆的燃料組件，以解決現(xiàn)有技術(shù)中用于超臨界水冷堆的燃料組件不能同時(shí)滿足十字形控制棒的落棒及燃料組件變形小的問(wèn)題，提供既可以實(shí)現(xiàn)十字形控制棒的落棒，又可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗變形能力的一種用于超臨界水冷堆的燃料組件。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于超臨界水冷堆的燃料組件，包括呈2×2方形排列的四個(gè)子組件，四個(gè)子組件之間形成十字形區(qū)域，四個(gè)子組件位于組件盒內(nèi)，所述組件盒內(nèi)部固定有用于填充所述十字形區(qū)域的十字框架，所述十字框架上開(kāi)設(shè)若干呈十字形分布的導(dǎo)向孔。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中用于超臨界水冷堆的燃料組件不能同時(shí)滿足十字形控制棒的落棒及燃料組件變形小的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于超臨界水冷堆的燃料組件。四個(gè)子組件以2×2的格局方形排布，四個(gè)子組件之間形成十字形區(qū)域。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本申請(qǐng)將四個(gè)子組件都設(shè)置在組件盒內(nèi)，并且組件盒內(nèi)固定有十字框架，通過(guò)十字框架充填在四個(gè)子組件所形成的十字形區(qū)域內(nèi)，即是通過(guò)十字框架將四個(gè)子組件分隔開(kāi)來(lái)。本申請(qǐng)以十字框架上開(kāi)設(shè)呈十字形分布的導(dǎo)向孔的方式來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單個(gè)導(dǎo)向管逐個(gè)布置的結(jié)構(gòu)，十字形控制棒下落時(shí)直接插入對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔中即可。本發(fā)明導(dǎo)向孔的設(shè)置，可以容納十字形控制棒組件的插入，該導(dǎo)向孔與控制棒配合后，通過(guò)水力緩沖可以實(shí)現(xiàn)十字形控制棒組件的安全落棒。同時(shí)，導(dǎo)向孔與組件盒為固定結(jié)構(gòu)，一方面增強(qiáng)了組件的剛度，提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗變形能力，另一方面因取消了導(dǎo)向管和格架，簡(jiǎn)化了組件結(jié)構(gòu)，減少了結(jié)構(gòu)材料，提高了組件的中子經(jīng)濟(jì)性。

優(yōu)選的，所述十字框架與組件盒一體成型。增強(qiáng)了組件的剛度，提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗變形能力。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向孔的橫截面呈圓形或方形。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向孔的孔徑從上往下逐漸減小。為增強(qiáng)水力緩沖作用，所述導(dǎo)向孔的下段孔徑比上段孔徑小，通過(guò)孔徑縮小的擠水作用進(jìn)一步增加導(dǎo)向孔與控制棒的水力緩沖作用，減小控制棒組件對(duì)燃料組件的落棒沖擊力。