[其他]燃料組件用的碎屑貯留阱

在審

• 申請號: 86102206
• 申請日: 1986-04-01
• 公開（公告）號: CN86102206A
• 公開（公告）日: 1986-10-22
• 發明（設計）人: 約翰·安東尼·里拉特
• 申請（專利權）人: 西屋電力公司
• 主分類號: G21C9/00
• 分類號: G21C9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王申,王憲模

本發明一般涉及核反應堆，更詳細地說，涉及一種安裝在燃料組件的底部管嘴中用來捕獲和貯留在組裝、修理或替換操作后留在反應堆中的碎屑的碎屑阱。

在制造和隨后安裝、修理組成核反應堆冷卻劑循環系統的部件的期間，工作人員作出辛勤的努力，使得能確信從在各種工作條件下使冷卻劑循環于其間的反應堆容器及其有關系統中清除了所有的碎屑。雖然采取了細致復雜的手續以有助于肯定清除了碎屑，但經驗表明，盡管使用了各種安全措施來實現這種清除，仍然在系統中遺留隱藏了一些碎片和金屬碎粒。

特別是，近年來在若干個反應堆中已經注意到了由于捕集在底部格架中的碎屑而造成的燃料組件損壞。這種損壞包括由于碎屑接觸磨損燃料棒管外部而造成的燃料棒管穿孔。這些碎屑往往是相當薄的長方形碎塊，而不是球形的碎塊。明確地說，大多數碎屑屬于金屬切屑，它們很可能是在修理或替換蒸汽發生器之后留在主系統中的。碎屑堆積在最下層格架的區域，在格架的“蛋籃”形狀的柵元壁和燃料棒管的下端部分之間的空間內。幾乎所有的碎屑都剛巧沉積在下堆芯支承板中四個冷卻劑流動孔道的上方。

在美國專利№4，096，032中，討論了幾種從核反應堆中清除碎屑的方法，這些方法運用得相當好。通常在它們為之而設計的工作條件范圍內達到了它們的目的。本發明的主要目的是為清除碎屑問題提供一種新的方法，它適合于反應堆部件的現有構造和運轉狀況，在反應堆的整個運轉周期中都是有效的，它提供的總效益超過它給反應堆增加的費用。

因此本發明屬于一種捕獲和貯留在液體冷卻劑中夾帶的通過燃料組件端部管嘴配接板中流動孔流入核燃料組件的碎屑的碎屑阱，這種燃料組件包括一個間隔安置在上述端部管嘴下游的支承燃料棒的格架，碎屑阱考慮到上述液體冷卻劑的流動方向，其特征在于：（a）有一個放置在上述配接板上游附近的空心包封體，它由一種可以透過液體冷卻劑而不能透過冷卻劑夾帶的碎屑的材料構成，該空心包封體有一對壁，這對壁橫切冷卻劑流的通路而設置，互相之間沿冷卻劑流動方向間隔一段距離，這對壁的周緣互相連接，在包封體內形成一個碎屑捕獲和貯留室;（b）有至少形成一個通過包封體的上流壁進入貯留室的開孔的機構，該開孔大到足以允許液體冷卻劑夾帶的碎屑進入上述貯留室;（c）有設置在上述貯留室內圍繞上述開孔的碎屑貯留機構，該機構的外形可以阻止由液體冷卻劑帶入貯留室的碎屑通過上述開孔流出;（d）有設置在上述貯留室內的液流分配機構，它間隔安置在上述碎屑貯留機構和上述開孔的下游，其外形能使液體冷卻劑在流出上述包封體時大體上均勻分配地流過上述配接板。

在一個最佳實施例中，碎屑貯留機構由一個喇叭形環組成，它連接到包封體的上流壁上，圍住壁上的入口開孔。該環有一個通常垂直的環形外壁和一個通常向上向外彎曲的環形內壁，內壁和外壁在各自的上部邊緣處會合。液流分配機構由一個通常向上和向外張開的擴散環構成，擴散環相對的底部邊緣和頂部邊緣的直徑分別小于和大于開孔的直徑，由此通過開孔進入貯留室的冷卻劑的一部分可以向上流動在擴散環的外邊，而冷卻劑的其余部分可以向上通過擴散環流動。同時，空心包封體至少包括一個位置鄰近包封體下壁中開孔的角構件，擴散環連接在角構件上，以便安裝在喇叭環形和開孔的上方，與它們準直。此外，角構件有一個形成于其上的可以彎曲的調節片，用來將空心包封體鎖定在端部管嘴內的位置上。

在另一個實施例中，碎屑貯留機構包括一個圓筒形環，它連接在包封體的上游壁上并圍住壁上的入口開孔，以形成圍繞開孔的唇緣。液流分配機構由一個倒錐組成，它連接在空心包封體的下游壁上。最好是，倒錐的最大直徑小于入口開孔的直徑。

體現本發明的碎屑阱被設計成適合現有燃料組件的底部管嘴而不需要改變管嘴。碎屑阱被配接成位于底部管嘴配接板和下堆芯支承板的上表面之間，使得碎屑阱的最好在數目和相對位置方面與下堆芯板中的冷卻劑流動開孔相對應的入口開孔與堆芯板開孔相準直。雖然碎屑阱將貯留碎屑直到載帶碎屑的阱能夠在下一次換裝燃料的操作期間被拆除，但是當阱使用時穿過阱的壓降將保持在最小值。

現在參考附圖描述本發明的最佳實施例，僅僅作為例子，附圖中：

圖1是體現本發明的一種燃料組件的立視圖，組件以部分剖面的方式表示，采取沿垂直方向縮短的形式;

圖2是沿圖1中2-2線所見的碎屑阱最佳實施例的頂視放大平面圖;

圖3是沿圖2中3-3線截取的碎屑阱一部分的局部視圖;

圖4是沿圖2中4-4線所見的碎屑阱另一部分的局部視圖;