一种用于铅铋堆的燃料组件的制作方法

本发明属于用于铅铋核反应堆上的燃料组件领域，尤其是涉及一种通过优化燃料元件的冷却流道和锁紧装置的定位设计，提高一回路换热效率，防止组件过热，实现燃料组件与其外部固定格架的可靠锁紧与脱扣操作的燃料组件。

背景技术：

目前商用核反应堆内大多采用管座式燃料组件，由于该型式尺寸偏大，无锁紧装置，定位精度不高、不利于铅铋堆内部的换料倒料操作。铅铋核反应堆燃料组件要求结构紧凑、流道畅通、定位准确、安全可靠，燃料组件装置需要满足这些特点。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于铅铋堆的燃料组件，能够通过有效利用堆芯紧凑空间，优化燃料组件内部冷却剂流道及零部件定位结构设计以保证燃料组件与其外部固定格架的连脱扣的安全性及可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于铅铋堆的燃料组件，包括内轴、支承部件、外壳和燃料元件；所述内轴通过所述支承部件的定位与支承作用，设置在所述外壳内部，所述内轴通过上下移动实现与所述外壳的锁紧和脱扣。

进一步的，所述外壳由多部分壳体组焊而成，从上至下依次包括上壳体、上壳体连接件、中间壳体、下壳体连接件、下壳体和底封头；所述外壳从上至下开设有若干冷却孔。

进一步的，所述上壳体上部的六个周向均布所述冷却孔，所述上壳体下部的三个周向均布所述冷却孔；所述下壳体下部的六个周向分布上下两排冷却孔；所述底封头上均布三个冷却孔。

进一步的，所述内轴由上部内轴、内轴连接件和下部内轴组成，所述上部内轴与内轴连接件通过螺纹连接，所述下部内轴与内轴连接件之间通过螺纹联接；所述内轴连接件上部设有弹簧胀紧夹，所述弹簧胀紧夹活动卡接在所述上壳体的内壁凹槽中；所述下部内轴下部设有作用块。

进一步的，所述支承部件包括锁紧装置、支承外筒、内轴衬筒、基座支承环、燃料元件基座、燃料元件固定销钉及支承栅格组件；所述锁紧装置包括与所述作用块驱动连接的锁紧臂，所述锁紧臂与所述下壳体的内壁凹槽活动卡接；所述支承栅格组件焊接在所述上壳体连接件的内部，且所述支承栅格组件开设有若干定位孔，所述燃料元件通过所述燃料元件固定销钉、所述燃料元件基座和所述基座支承环定位固定在所述定位孔内。

进一步的，所述支撑格栅组件为六边形结构，沿所述上壳体连接件轴向间隔设置有三个所述支撑格栅组件。

进一步的，所述燃料元件共有295根。

进一步的，所述燃料元件底部设置有对应所述燃料元件固定销钉的销钉孔。

相对于现有技术，本发明所述的用于铅铋堆的燃料组件具有以下优势：

本发明基于铅铋堆内的紧凑空间布局的设计理念，通过内轴、外壳、支承部件和燃料元件四大部分组成，主要依靠下部内轴上的作用块和锁紧装置的锁紧臂的相互作用，当作用块向上移动，驱动锁紧臂向外伸出外壳，此时弹簧胀紧夹滑入上壳体的内壁凹槽，实现燃料组件与其外部固定格架锁紧并保持固定；当作用块向下移动时，驱动锁紧臂向内回收，燃料组件与其外部固定格架脱扣，此时弹簧胀紧夹从上壳体的内壁凹槽向下滑动脱扣，实现燃料组件与其外部固定格架的可靠锁紧与脱扣操作。外壳从上至下开设有的若干冷却孔，能够用于将一回路冷却剂液态铅铋引入燃料组件内部，循环带出燃料组件的热量并进行冷却，提高一回路换热效率，防止组件过热。

本发明装置不仅可以用于铅铋核反应堆，还适用于铅冷快堆等其它核动力堆型。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的总体结构示意图；

图2为本发明的基座支承环部分的局部放大示意图；

图3为本发明的锁紧装置的局部放大图。

附图标记说明：

1-上壳体；2-上壳体连接件；3-中间壳体；4-下壳体连接件；5-下壳体；6-底封头；7-作用块；8-锁紧臂；9-下部内轴；10-锁紧装置；11-支承外筒；12-内轴衬筒；13-基座支承环；14-燃料元件基座；15-燃料元件固定销钉；16-支承栅格组件；17-燃料元件；18-内轴连接件；19-上部内轴；20-弹簧胀紧夹。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、2、3所示，本发明提供一种用于铅铋堆的燃料组件，主要由内轴、外壳、支承部件、燃料元件17四大部分组成。外壳由多部分壳体上下组焊而成，包括上壳体1、上壳体连接件2、中间壳体3、下壳体连接件4、下壳体5、底封头6。

为防止燃料组件过热，外壳从上到下开设若干冷却孔用于将一回路冷却剂液态铅铋引入燃料组件内部，循环带出燃料组件的热量并进行冷却。上壳体1上部为六个周向均布冷却孔，下部为三个周向冷却孔；上壳体连接件2、中间壳体3、下壳体连接件4没有冷却孔；下壳体5下部有上下两排六个周向冷却孔；底封头6上均布开设三个冷却孔。

内轴由上部内轴19、内轴连接件18、下部内轴9组成，用于完成燃料组件的连扣与脱扣操作。上部内轴19与内轴连接件18为螺纹联接，下部内轴9与内轴连接件18之间为螺纹联接。内轴连接件18上部为弹簧胀紧夹20。在内轴移动至上部极限位置时，弹簧胀紧夹20滑入上壳体1内壁凹槽中；当内轴从上部极限位置脱离时，弹簧胀紧夹20滑出凹槽。

支承部件用于燃料组件内部构件的定位与支承，包括锁紧装置10、支承外筒11、内轴衬筒12、基座支承环13、燃料元件基座14、燃料元件固定销钉15及支承栅格组件16。支承栅格组件16是六边形结构，位于上壳体连接件2的内部，其外侧与上壳体连接件2焊接联接，沿轴向间隔一定距离上下布置三个。每个支承栅格组件16需开设若干定位孔用以放置燃料元件17。燃料元件17共有295根，均位于支承栅格组件16内，由栅格组件16定位并通过固定销钉15、基座14和支承环13将受力传递至外壳，具体结构见附图2。每个燃料元件17底部有上下两个销钉孔。上销钉用于燃料元件17的周向固定，下销钉15用于燃料元件17与基座14的轴向固定。基座14上开设若干凹槽以供销钉入槽就位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。