低压降下管座、燃料组件下部组件及燃料组件的制作方法

本实用新型涉及核反应堆技术领域，尤其涉及一种低压降下管座、使用该下管座的燃料组件下部组件及燃料组件。

背景技术：

目前商用压水堆堆内构件设计有西屋公司、西门子公司、燃烧工程公司、巴威公司四种类型，每种类型的燃料组件下部支撑构件(下堆芯板)均不相同。为配合这四种类型的堆内构件，燃料组件下管座也有四种类型。

现有西屋类型压水堆燃料组件的下管座为连接板(又称匹配板、支撑板，adapter plate)带四条支撑腿的板凳式结构，在两条支撑腿之间带有部分裙边以提高强度。裙边下部在两个支撑腿之间留有用于与相邻燃料组件下管座间流体交换的通道。现有的该种下管座因流体(冷却剂)从下堆芯板喷射孔进入下管座腔室后，会经历突扩突缩过程，具有较大的流体压力损失系数。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种降低下管座压力损失系数，提高强度的低压降下管座、使用该下管座的燃料组件下部组件及燃料组件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种低压降下管座，包括连接板、数个支撑腿以及裙边；数个所述支撑腿间隔连接在所述连接板下方，所述裙边连接在所述连接板下方和相邻的所述支撑腿之间，与所述支撑腿一起围闭在所述连接板周缘下方。

优选地，所述裙边的内侧设有倒角部，使得所述裙边的厚度自连接所述连接板的一端向远离所述连接板的一端逐渐增大。

优选地，所述倒角部的表面为弧面、平面或流线形面。

优选地，所述支撑腿和/或所述裙边远离所述连接板的一端外侧设有倒角。

优选地，所述裙边远离所述连接板的底部设有槽部。

优选地，所述槽部的深度小于1mm。

优选地，所述连接板上设有数个贯通连接板上下表面的通孔。

本实用新型还提供一种燃料组件下部组件，包括下堆芯板以及以上任一项所述的下管座；所述下堆芯板上设有数个贯通的喷射孔，所述下管座安装在所述下堆芯板上，并且覆盖在所述喷射孔上。

优选地，所述下管座裙边的倒角部的表面与所述喷射孔的内侧面平滑相接。

本实用新型还提供一种燃料组件，包括以上任一项所述的下管座或以上任一项所述的燃料组件下部组件。

本实用新型的有益效果：裙边在连接板下方的封闭式设置，在降低下管座压力损失系数的同时，具有更高的强度，提高下管座的尺寸稳定性。在燃料组件中，提供更均匀的下管座出口流场，使得下管座以上燃料棒束区的流场更加均匀，有利于降低燃料棒下端的流致振动水平，降低下管座压力损失系数。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型第一实施例的低压降下管座的结构示意图；

图2是图1所示下管座的底部结构示意图；

图3是本实用新型第二实施例的低压降下管座的部分剖面结构示意图；

图4是本实用新型第三实施例的低压降下管座的底部结构示意图；

图5是本实用新型第三实施例的低压降下管座的部分剖面结构示意图；

图6是本实用新型的燃料组件下部组件的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例的燃料组件下部组件的结构示意图；

图8是本实用新型另一实施例的燃料组件下部组件的结构示意图；

图9是本实用新型又一实施例的燃料组件下部组件的结构示意图；

图10是本实用新型下管座和现有技术下管座的CFD分析的几何模型图；

图11是图10的下管座对应的漩涡能量损失示意图；

图12是图10的下管座对应的流场分布示意图；

图13是图10的下管座对应的压降示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、2所示，本实用新型第一实施例的低压降下管座，用于燃料组件，该下管座可包括连接板10、数个支撑腿11以及裙边12。数个支撑腿11间隔连接在连接板10下方，裙边12连接在连接板10下方和相邻的支撑腿11之间，与支撑腿11一起围闭在连接板10周缘下方，可形成连接板10下方的侧板20。侧板20的形成使得支撑腿11之间无通道，阻止冷却剂在相邻燃料组件下管座之间流通，降低压降。

其中，连接板10上设有数个贯通连接板10上下表面的通孔30。在燃料组件中，通孔30一部分用于导向管的插接定位，一部分用于供流体如冷却剂的纵向流通。

通常，连接板10呈四边形，支撑腿11设有四个分别对应在四个对角处，其主要的承载作用，保证载荷。

每两个相邻的支撑腿11之间连接有一裙边12，从而连接板10四个侧边下方均有裙边12封闭。数个裙边12在连接板10下方围出一个内部空间，可供冷却剂通过。

支撑腿11在宽度上大于裙边12的宽度，起到支撑作用。

本实施例中，裙边12呈平板状，在高度方向上各处的宽度一致。

如图3所示，本实用新型第二实施例的低压降下管座，与上述第一实施例不同的是：裙边12的内侧设有倒角部13，使得裙边12的厚度自与连接板10连接的一端向远离连接板10的一端逐渐增大。

倒角部13的设置，用于与下堆芯板喷射孔相配合，进一步降低压降。

倒角部13的表面可为平面，进一步可优化为弧面、流线形面或其它曲面等等。

如图4、5所示，本实用新型第三实施例的低压降下管座，与上述第一、第二实施例不同的是：裙边12远离连接板10的底部设有槽部14。

槽部14为深度小于1mm的浅槽，使得支撑腿11的底部相对凸出裙边12，保证载荷传递路径不变(下管座承载面仍在支撑腿11部分)，同时也避免冷却剂在相邻燃料组件下管座之间流通。

进一步地，本实施例中，裙边12远离连接板10的一端外侧还设有倒角15。

根据需要，倒角15还可设置在支撑腿11远离连接板10的一端外侧，或者延伸至支撑腿11远离连接板10的一端外侧，从而整个侧板20的一端外侧形成有倒角15。

根据需要，第一实施例或第二实施例的下管座中，裙边12和/支撑腿11的一端外侧也可设有倒角。

本实用新型的低压降下管座，在燃料组件中安装在下堆芯板上。支撑腿11远离连接板10的底部可设有用于安装的定位销或定位孔。

如图6、7所示，本实用新型的燃料组件下部组件，包括下堆芯板40以及下管座；该下管座为上述第一实施例至第三实施例中任一种的低压降下管座。下堆芯板40上设有数个贯通的喷射孔41，下管座安装在下堆芯板40上，并且覆盖在喷射孔41上，从而喷射孔41分布在下管座的覆盖范围内。

优选地，下管座中，裙边12的内侧设有倒角部13；倒角部13的表面与喷射孔41的内侧面平滑相接。

在如图7所示的一个实施例中，倒角部13的表面为平面。

在如图8所示的一个实施例中，倒角部13的表面为弧面。

在如图9所示的一个实施例中，倒角部13的表面为流线形面。

在图7-图9所示实施例中，倒角部13均可与喷射孔41的内侧面平滑相接。

本实用新型的燃料组件，包括上述第一实施例至第三实施例中任一种下管座或上述的燃料组件下部组件。燃料组件还包括数个燃料棒、定位格架、导向管、上管座等，均可采用现有技术实现。

将本实用新型中图1所示第一实施例和图3所示第二实施例的下管座和现有技术中的下管座(两个支撑腿之间留有通道)进行比较，如下：

如图10所示，从左到右依次为现有技术的下管座、本实用新型第一实施例和第二实施例的下管座的CFD分析的几何模型。

图11为图10三个下管座对应的漩涡能量损失示意图，从左到右依次为现有技术的下管座、本实用新型第一实施例和第二实施例的下管座；从图中可知，本实用新型的下管座相较于现有的下管座，减少流体突扩，从而减少漩涡能量损失。

图12为三个下管座对应的流场分布示意图，从左到右依次为现有技术的下管座、本实用新型第一实施例和第二实施例的下管座；从图中可知，本实用新型的下管座较于现有的下管座因漩涡减少，流场更为均匀。

如图13所示，根据CFD计算表明，以现有技术中下管座(如图中A)的压降为0作为对比，使用图1所示第一实施例的下管座(如图中B)，压降可降低至少1％，使用图2所示第二实施例的下管座(如图中C)，压降可降低至少8％，且下管座出口、燃料棒束区的流场更为均匀。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。