一种燃料贮存格架抗震试验用等效燃料组件的制作方法

本实用新型涉及乏燃料贮存格架的试验技术领域，特别是涉及一种燃料贮存格架抗震试验用等效燃料组件。

背景技术：

乏燃料贮存格架位于辅助厂房乏燃料贮存水池内，主要是为卸出堆芯的乏燃料组件提供贮存空间，临时存放待入堆的新、乏燃料组件(含内插件)。对于所有的预期工况，乏燃料贮存格架均应能满足燃料组件冷却和次临界存放的要求。从核电站反应堆内卸出的乏燃料具有很强的放射性并继续释放热量，需要在乏燃料水池中贮存相当长时间，在满足外运条件后(一般为10个日历年)，乏燃料外运至专门的贮存设施中。由于国内还没有成熟的乏燃料长期贮存设施及燃料外运成本非常高，提高在核电厂的厂内贮存能力是目前的主要应对措施，即采用高密度乏燃料贮存格架。乏燃料贮存格架为抗震I类设备，其设计应满足在地震载荷下保持结构完整性和执行安全功能能力，乏燃料贮存格架抗震问题历来受到国内核安全局和美国NRC的关注，标准审查大纲等法规对贮存格架的抗震性能提出了明确要求。存放燃料组件的贮存格架在地震载荷下表现为碰撞和流固耦合的强非线性问题，乏燃料贮存格架抗震分析技术及分析软件均为国外公司专有技术，急需开展乏燃料贮存格架抗震试验，通过试验校核或修正以验证乏燃料贮存格架自主分析方法的合理性和有效性。进行乏燃料贮存格架抗震试验时需要将等效燃料组件装入格架，使得抗震试验接近真实工况，为此需要设计抗震试验用等效燃料组件。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有分析技术存在的不足，提供一种结构简单、制造方便、模拟性强的燃料贮存格架抗震试验用燃料组件。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种燃料贮存格架抗震试验用等效燃料组件。具体地，本实用新型提供的技术方案如下：

一种燃料贮存格架抗震试验用等效燃料组件，包括下管座、格架组、上管座、仪表管模拟棒组和燃料棒模拟棒组；所述仪表管模拟棒组与所述上管座、所述下管座固定连接；所述燃料棒模拟棒组穿过所述格架组中的通孔，并自由放置于所述下管座的凹槽中；所述格架组与所述燃料棒模拟棒组的最外圈燃料棒模拟棒固定连接。

优选的，所述等效燃料组件还包括吊耳和吊装杆，所述吊耳为一对，分别固定连接在所述上管座两侧上部，所述吊装杆穿设于所述吊耳中。

优选的，所述所述格架组均包括隔板和围板，所述围板与所述隔板通过焊接固定连接。

进一步地，所述格架组包括顶部格架、底部格架、搅混格架和中间格架；所述搅混格架和所述中间格架为多组，位于所述顶部格架与所述底部格架之间，并间隔设置。

优选的，所述仪表管模拟棒组与所述上管座、所述下管座通过焊接固定连接。

优选的，所述格架组与所述燃料棒模拟棒组的最外圈燃料棒模拟棒通过焊接固定连接。

优选的，等效燃料组件由不锈钢制成。

本实用新型公开的一种燃料贮存格架抗震试验用等效燃料组件具有以下优点：

1)本实用新型所述等效燃料组件采用密集棒束结构，相邻棒束的间距为12.4mm，由吊耳、吊装杆、上管座、仪表管模拟棒组、燃料棒模拟棒组、搅混格架、中间格架、顶部及底部格架和下管座组成；

2)本实用新型所述等效燃料组件的所有部件均为不锈钢，易于加工制造，相对于采用真实燃料组件进行抗震试验，成本大幅降低，且试验的安全性高；

3)该等效燃料组件具有与真实燃料组件接近的质量特性、刚度特性、模态特性，适用于燃料贮存格架的抗震试验。

以下将结合附图对本实用新型的方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的等效燃料组件的优选实施例的结构示意图

图2是图1的A-A剖面结构示意图

图3是图1的B向结构示意图

图4是图1的Ⅰ部放大示意图

图5是图1的Ⅱ部放大示意图

图6是图1的Ⅲ部放大示意图

图7是本实用新型的等效燃料组件的优选实施例的格架结构示意图

图8是图7的C-C剖面结构示意图

1-下管座 2-燃料棒模拟棒组 3-顶部及底部格架 4-中间格架 5-搅混格架 6-仪表管模拟棒组 7-上管座 8-吊装杆 9-吊耳 10-隔板 11-围板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1为本实用新型的优选实施例的等效燃料组件的结构示意图，等效燃料组件整体为密集棒束结构，包括上管座7、仪表管模拟棒组6、燃料棒模拟棒组2、搅混格架5、中间格架4、顶部格架及底部格架3和下管座1。其中搅混格架5、中间格架4、顶部格架及底部格架3组成了等效燃料组件的格架组。仪表管模拟棒组6与上管座7、下管座1固定连接；燃料棒模拟棒组2自由坐落于下管座7的凹槽中。格架组与燃料棒模拟棒组2的最外圈燃料棒模拟棒固定连接。

为便于本实用新型等效燃料组件的运送与安装，等效燃料组件还包括吊耳9和吊装杆8，结合图2所示，吊耳9为一对，分别固定连接在上管座7两侧上部，吊装杆8穿设于该对吊耳9中。

图3示出了本实施例的等效燃料组件的B向结构示意图，下管座为方形结构，四个角上设置有支脚，用于支撑整个等效燃料组件结构。此外，通过图4-5以及图6所示，仪表管模拟棒6的两端分别与上管座7、下管座1通过焊接固定连接；搅混格架5、中间格架4、顶部及底部格架3均与料棒模拟棒组2最外圈燃料棒模拟棒进行焊接。

如图7和8所示，搅混格架5、中间格架4、顶部及底部格架3的结构类似，均由隔板10、围板11焊接组成。搅混格架和中间格架为多组，位于顶部格架与底部格架之间，并间隔设置。图中“+”代表圆孔，用于容纳仪表管模拟棒组6和燃料棒模拟棒组2通过。

本实施例的等效燃料组件优选为不锈钢结构，易于加工制造，相对于采用真实燃料组件进行抗震试验，成本可以大幅降低，且具有较高的试验安全性。

本实用新型所述燃料贮存格架抗震试验用等效燃料组件整体为密集棒束结构，相邻棒束的间距优选为12.4mm，搅混格架和中间格架的排布按照真实燃料组件的尺寸要求执行。等效燃料组件参考真实燃料组件的尺寸，结构上对其进行一定简化，使得在质量特性、刚度特性、模态特性与真实燃料组件接近，适用于燃料贮存格架的抗震试验。

本实用新型的等效燃料组件可以通过如下方法制作而成：

首先，进行先决条件确认，包括设计文件、材料准备等；

其次，进行材料下料、加工，分别制得上下管座、搅混格架、中间格架、顶部及底部格架；

进而再将仪表管模拟棒组、燃料棒模拟棒组依次插入顶部格架、搅混格架、中间格架、及底部格架；

最后将仪表管模拟棒组的两端与上管座和下管座焊接，将燃料棒模拟棒组的最外圈燃料棒模拟棒分别与搅混格架、中间格架、顶部及底部格架进行焊接；并在上管座的两侧上部焊接上吊耳，并设置好吊装杆，得到最终的等效燃料组件试验件。

在利用本实用新型的等效燃料组件进行抗震试验时，需先将格架抗震试验件固定在地震试验台上，再将本实用新型的等效燃料组件装入格架抗震试验件中，使得抗震试验接近真实工况，模拟真实燃料组件对格架的撞击，以验证乏燃料贮存格架自主分析方法的合理性和有效性。