一种带圆管型栅元燃料组件定位格架的制作方法

本发明涉及燃料组件技术领域，具体涉及一种带圆管型栅元燃料组件定位格架。

背景技术：

核电站反应堆运行过程中，核燃料的性能是影响反应堆安全性和经济性的重要因素。因此国际上一直将燃料元件的研究放在十分突出的地位，通过优化燃料元件设计、采用先进结构材料、改进元件制造工艺等方法，不断提高核燃料元件的各种性能，促使核电向更安全和更经济的方向发展。

在现有压水堆燃料组件设计中，燃料棒一般采用定位格架夹持悬空的方式。定位格架对燃料元件起着支撑夹持的作用，并需要抵抗燃料元件的重力作用，由于辐照的作用，夹持燃料棒的弹簧的夹持力会急剧减小，燃料棒一般会落在下管座上，在冷却剂的流动作用下，燃料棒可能会上下窜动，这会导致燃料棒破损的风险。

若要优化燃料元件的参数，并采用通用的燃料组件外形结构设计，使得新型组件能够适用于目前的成熟的堆芯。如采用新型的环形燃料元件，其外径变大，重量增加，此时所需的定位格架的夹持力可能增大约2-4倍，能够放置如弹簧、刚凸等夹持件的空间变小，这使得燃料元件在运行时落在下管座上的概率增大，并使得在停堆换料后再启堆的过程中燃料元件上下窜动的概率也增大。

同时，在现有的燃料组件定位格架设计制造中，定位格架基本都由内外条带6组成。由于其条带的复杂性，在生产制造时需要30多种模具。在模具确定后，若要改变定位格架的特性，如流动阻力，对冷却剂在燃料组件间的分配产生更好的效果等等，需要改变其中几乎所有模具的形状，大大增加了工作负担。

因此，亟需设计一种新型的燃料组件定位格架，以克服现有技术的不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够适应大外径的环形燃料元件的带圆管型栅元燃料组件定位格架。

实现本发明目的的技术方案如下：一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，该定位格架通过多个圆筒型栅元相互插接排列组成n×n型方形结构，该n×n型方形结构四周固定一圈外条带；相邻圆筒型栅元相互插接部位均向彼此内部凸出，这样在非边缘处、非四角处的圆筒型栅元内部对称形成了四个凸出夹持部位，这四个凸出夹持部位可与插入圆筒型栅元内的燃料棒形成线接触，并对燃料棒进行横向夹持；在边缘处的圆筒型栅元加工出1个凸出夹持部位，从而也对称形成四个凸出夹持部位可与燃料棒形成线接触，并对燃料棒进行横向夹持；在四角处的圆筒型栅元加工出2个凸出夹持部位，从而也对称形成4个凸出夹持部位可与燃料棒形成线接触，并对燃料棒进行横向夹持。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的相邻圆筒型栅元相互插接，是相邻圆筒型栅元相互接触部位带有能够相互插接的插槽。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述相邻圆筒型栅元相互接触部位带有能够相互插接的插槽，其中一个圆筒型栅元带有从顶部至中部的上插槽，一个圆筒型栅元带有从下部至中部的下插槽；上插槽和下插槽在中部对接插紧。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的边缘处的圆筒型栅元加工出1个凸出夹持部位以及四角处的圆筒型栅元加工出2个凸出夹持部位，加工方式为冲压加工方式。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的n×n型方形结构与外条带通过焊接方式固定。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其将n×n圆筒型栅元排列中的任一栅元取出，栅元空缺的位置作为导向管通道。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的导向管通道内设置导向管，导向管与相邻圆筒型栅元的筒外壁固定。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的导向管通道与上管座的导向管通道的数量、位置一致。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的外条带的高度与n×n个圆筒型栅元的高度相同。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其在外条带的上边缘和下边缘均设有导向翼，防止燃料组件在装配的时候互相钩挂。

如上所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，其所述的定位格架通过多个圆筒型栅元相互插接排列组成n×n型方形结构，其中n的取值范围为2～17。

本发明所述的一种环形燃料组件，该环形燃料组件包括上管座、下管座、环形燃料棒、定位格架以及导向管，其所述的定位格架采用上述带圆管型栅元燃料组件定位格架。

本发明所述的一种反应堆，其采用环形燃料组件，该环形燃料组件包括上管座、下管座、环形燃料棒、定位格架以及导向管；其所述的定位格架采用上述任一带圆管型栅元燃料组件定位格架。

本发明的显著效果在于：

本发明所述的带圆管型栅元燃料组件定位格架，其圆管栅元相互插接，形成的凸出夹持部位直接承担支撑作用，与现有定位格架相比，不需要额外的支撑件，因此结构简单，制造时所需的模具数量少，便于制造，同时流体阻力小，具有明显的优势。

本发明所述的带圆管型栅元燃料组件定位格架也可以适用常见的棒状燃料元件，且能够使冷却剂与燃料元件更加充分地接触。

本发明所述的带圆管型栅元燃料组件定位格架拥有环形燃料组件，能够适用于更大外径的燃料元件，对燃料元件提供横向定位并对冷却剂产生一定的搅混作用。

附图说明

图1为本发明所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为上插槽结构示意图；

图4为下插槽结构示意图；

图5为带导向管的带圆管型栅元燃料组件定位格架结构示意图；

图中：1.圆管型栅元；2.外条带；3.凸出夹持部位；4.外条带导向翼；5.上插槽；6.下插槽；7.导向管通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架作进一步说明。

实施例1

如图1至图4所示，本发明所述的一种带圆管型栅元燃料组件定位格架，该定位格架通过多个圆筒型栅元1相互插接排列组成13×13型方形结构，该13×13型方形结构四周焊接固定一圈外条带2；外条带6的高度与13×13个圆筒型栅元1的高度相同。

相邻圆筒型栅元1相互插接部位均向彼此内部凸出，这样在非边缘处、非角部的圆筒型栅元内部形成了4个凸出夹持部位3，4个凸出夹持部位3可与燃料棒形成线接触，对燃料棒进行横向夹持；

边缘处的圆筒型栅元冲压方式加工出1个凸出夹持部位3，从而也形成四个凸出夹持部位可与燃料棒形成线接触，并对燃料棒进行横向夹持；

四角处的的圆筒型栅元冲压方式加工出2个凸出夹持部位3，从而也形成四个凸出夹持部位可与燃料棒形成线接触，并对燃料棒进行横向夹持。

如图3和图4所示，所述的相邻圆筒型栅元相互插接，是相邻圆筒型栅元相互接触部位带有能够相互插接的插槽。其中一个圆筒型栅元带有从顶部至中部的上插槽5，一个圆筒型栅元带有从下部至中部的下插槽6；上插槽5和下插槽6在中部对接插紧。

所述的边缘处的圆筒型栅元加工出1个凸出夹持部位以及四角处的圆筒型栅元加工出2个凸出夹持部位，加工方式为冲压加工方式。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：

将13×13圆筒型栅元排列中的一栅元取出，栅元空缺的位置作为导向管通道3。

所述的导向管通道内设置导向管，导向管与相邻圆筒型栅元的筒外壁固定。

所述的导向管通道3与上管座的导向管通道的数量、位置一致。

在外条带2的上边缘和下边缘均设有导向翼4，防止燃料组件在装配的时候互相钩挂。

实施例3

一种环形燃料组件，该环形燃料组件包括上管座、下管座、环形燃料棒、定位格架以及导向管，所述的定位格架采用上述实施例1或2所述的任一带圆管型栅元燃料组件定位格架。

实施例4

一种反应堆，其采用环形燃料组件，该环形燃料组件包括上管座、下管座、环形燃料棒、定位格架以及导向管；所述的定位格架采用上述任一带圆管型栅元燃料组件定位格架。

本发明中所述的定位格架通过多个圆筒型栅元1相互插接排列组成n×n型方形结构，其中n的取值范围为2～17，例如n＝2，n＝10或n＝17。