专利名称:一种燃料棒上端塞以及燃料棒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及反应堆燃料组件，具体涉及一种燃料棒上端塞以及燃料棒。
背景技术：
燃料棒是构成燃料组件棒束的核心部件，用于产生热能并将其传递给冷却剂、包容燃料和裂变产物。
燃料棒主要由包壳管、上端塞、下端塞以及芯块构成。芯块设置于包壳管内部，上端塞和下端塞设置于包壳管两端。上端塞和下端塞主要其两个作用:一是塞住包壳管两端头从而密封芯块；二是为燃料棒的固定以及燃料组件棒束的组装提供结构基础。压水堆中燃料棒的轴向定位功能由定位格架来承担。定位格架夹持燃料棒并提供轴向和横向支撑，保持燃料棒处于格架栅元中心位置和燃料棒之间的正常间距。但是通过定位格架支撑燃料棒的缺点在于，但当燃料棒的间距较小时(如Imm左右)，定位格架的放置就极其困难。
在快堆中，燃料棒通过固定在棒束栅板上来实现轴向定位,有三种实现方式:螺纹固定、焊接固定和嵌镶式固定。螺纹固定为燃料棒下端塞插入棒束栅板，通过燃料棒下端塞上的螺纹和螺帽把燃料棒固定在棒束栅板上。但这种结构会使冷却剂通过棒束栅板的流道大大减少，使阻力变得很大，所以快堆很少采用这种定位结构。现在的快堆中更多的是焊接固定和嵌镶式固定为燃料棒提供轴向限位。图1为焊接式端塞的结构示意图，其下端部设置有槽口，棒束栅板插入该槽口中，然后通过使端塞与棒束栅板连接。但是焊接很容易弓I起棒束栅板变形，而且上述结构难以保证燃料棒垂直于栅板。图2为镶嵌式端塞的结构示意图，镶嵌式端塞的底端开设有特殊形状的槽口，该槽口镶嵌入具有相应截面的导轨式栅板中，燃料棒顺着导轨式栅板推入。这种定位结构具有较大的冷却剂流道，但实现的前提是燃料棒外存在六角形外套管或类似结构，否则燃料棒会顺着导轨式栅板滑出，这种定位结构适用范围窄。
燃料棒在工作时由于受热和辐照，会出现热膨胀和轴向伸长的情况，不管采用上述哪种固定方式，燃料棒本身无法预留一个供其膨胀和轴向伸长的空间。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的即在于提供一种燃料棒上端塞，以克服现有的上端塞需要焊接安装，且燃料棒本身无法为其膨胀和伸长提供空间的不足。
本实用新型的第一个目的通过以下技术方案实现:
一种燃料棒上端塞，包括塞体A，所述塞体A的上端部开设有矩形槽A，矩形槽A的深度可以根据燃料棒的安装尺寸进行设定，使燃料棒安装就位后，矩形槽A的底端与其插入的棒束栅板之间存在一定间隙，为燃料棒的膨胀和伸长提供空间。另外矩形槽A还起到防止燃料棒转动的作用。端塞与包壳管之间通过压力电阻焊进行焊接，为适应压力电阻焊，塞体A的下端部设计有略大于包壳管内径的圆柱段和直径从上至下逐渐减小的圆锥台。圆锥台末端设计有台阶，可以起到支撑燃料芯块或气腔弹簧的作用。[0009]作为本实用新型的第一种优化方案，将所述塞体A上端部的直径设计得小于所述塞体A下端部的直径。塞体A上端部的直径较小可以节省与棒束栅板连接位置的空间，方便安装，塞体A下端部直径较大可以使本实用新型更易与包壳管接触，方便焊接。
作为本实用新型的第二种优化方案，在所述塞体A上端部上设置过渡锥面A。在反应堆中，棒束栅板两侧的位置较为狭窄，现有的端塞因其为一圆柱体，需要将位置完全对准后才能插入，安装不方便。在本实用新型中，设置过渡锥面A，就算在端塞与插入位置未完全对正的情况下，也能方便插入，提高了本实用新型的安装工艺性。
本实用新型的第二个目的即在于提供一种燃料棒，该燃料棒采用上述上端塞，以克服现有燃料棒本身没有为燃料棒的膨胀和伸长预留空间的不足。
本实用新型的第二个目的通过以下技术方案实现:
一种燃料棒，主要由芯块和包壳管组成，芯块固定于包壳管内部，还包括上述任意一种上端塞，所述塞体A的下端部与包壳管的一端连接，还包括下端塞，下端塞与包壳管的另一端连接。
作为本实用新型的第一种优化方案，下端塞包括塞体B，所述塞体B的下端部相对设置有两个可弯折的固定体。在安装时，使两个固定体贯穿棒束固定栅板的孔道，然后向两侧掰开固定体，使固定体弯折，固定体与棒束固定栅板的孔道紧密配合，从而限制燃料棒的滑动。本实用新型避免了焊接带来的棒束栅板变形和燃料棒垂直度难以保证的问题，同时在不需要外部结构支持的情况下，也能防止燃料棒滑动。
作为本实用新型第一种优化方案的进一步优化，所述固定体上设置有薄弱部。该薄弱部使得固定体的弯折更加容易，提高了本实用新型的安装工艺性。该薄弱部的厚度小于固定体其它部位的厚度。
综上所述，本实用新型的优点和有益效果在于:
1.上端塞预设有供燃料棒的膨胀和伸长的空间，防止因燃料棒体积的变化对反应堆内部造成损坏；
2.燃料棒安装过程不涉及焊接，避免了会引起棒束栅板变形，难以保证燃料棒垂直度的问题，安装精度高；
3.不需要特定外部结构支持即可防止燃料棒滑动，适用面广；
4.可很好的实现对燃料棒的限位，防止燃料棒滑动和旋转。
为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。
图1为焊接式端塞的结构示意图；
图2为镶嵌式端塞的结构示意图；
图3为本实用新型燃料棒上端塞的结构示意图；
图4为本实用新型燃料棒下端塞的结构示意图；
图5为本实用新型燃料棒的安装结构示意图A ;[0027]图6为本实用新型燃料棒的安装结构示意图B ；
其中，附图标记对应的零部件名称如下:
1-塞体A，2-矩形槽A，3-圆锥台，4-台阶，5-过渡锥面A，6_塞体B，7_固定体，8-薄弱部，9-过渡锥面B，10-包壳管，11-定位筋条，12-上棒束栅板，13-固定孔，14-下棒束栅板。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，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、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。
实施例1:
如图3所示，一种燃料棒上端塞，包括塞体Al，所述塞体Al的上端部开设有矩形槽A2，矩形槽A2的深度可以根据燃料棒的安装尺寸进行设定，使燃料棒安装就位后，矩形槽A2的底端与插入其中的棒束栅板之间存在一定间隙，为燃料棒的膨胀和伸长提供空间。本实施例与包壳管之间通过压力电阻焊进行焊接，为适应压力电阻焊，塞体Al的下端部设计有略大于包壳管内径的圆柱段和直径从上至下逐渐减小的圆锥台3。圆锥台3末端设计有台阶4，可以起到支撑燃料芯块或气腔弹簧的作用。
实施例2:
如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，将所述塞体Al上端部的直径设计得小于所述塞体Al下端部的直径。塞体Al上端部的直径较小可以节省与棒束栅板连接位置的空间，方便安装，塞体Al下端部直径较大可以使本实用新型更易与包壳管接触，方便焊接。
实施例3:
如图3所示，本实施例在实施例1或实施例2的基础上，在所述塞体Al上端部上设置过渡锥面A5。过渡锥面A5的作用在于，在本实施例与插入位置未完全对正的情况下，也能方便插入，提高了本实施例的安装工艺性。
实施例4:
如图5和图6所不,一种燃料棒,主要由芯块和包壳管10组成,芯块固定于包壳管10内部,还包括实施例3中任意一项所述的上端塞,所述塞体Al的下端部与包壳管10的一端连接，还包括下端塞，下端塞与包壳管10的另一端连接。
如图5所示，塞体Al的矩形槽A2插入上棒束栅板12上的定位筋条11中，其中矩形槽A2的底部与定位筋条11之间存在间隙。下端塞可以采用现有方式固定。
实施例5:
如图4和图6所示，本实施例在实施例4的基础上，下端塞包括塞体B6，所述塞体B6的下端部相对设置有两个可弯折的固定体7。在安装时，使两个固定体7贯穿下棒束栅板14的固定孔13,然后向两侧掰开固定体7,使固定体7弯折，固定体7与固定孔13紧密配合，从而限制燃料棒的滑动。本实施例避免了焊接带来的棒束栅板变形和燃料棒垂直度难以保证的问题，同时在不需要外部结构支持的情况下，也能防止燃料棒滑动。
实施例6:
如图4所述，本实施例在实施例5的基础上，在固定体7上设置薄弱部8。该薄弱部8使得固定体7的弯折更加容易，提高了本实用新型的安装工艺性。该薄弱部8的厚度小于固定体7其它部位的厚度。在塞体B6的下端部设置有过渡锥面B9，使本实施例在未完全对准固定孔13的情况下，也能顺利插入，方便安装。
如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求
1.一种燃料棒上端塞，包括塞体A (1)，其特征在于:所述塞体A (I)的上端部开设有矩形槽A (2)，所述塞体A (I)的下端部包括直径从上至下逐渐减小的圆锥台(3)和设置于圆锥台(3)的底面的台阶(4)。
2.根据权利要求
1所述的一种燃料棒上端塞，其特征在于:所述塞体A(I)上端部的直径小于所述塞体A (I)下端部的直径。
3.根据权利要求
1所述的一种燃料棒上端塞，其特征在于:所述塞体A(I)上端部上设置有过渡锥面A (5)。
4.一种燃料棒,主要由芯块和包壳管(10)组成，芯块固定于包壳管(10)内部，其特征在于:还包括权利要求
广3中任意一项所述的上端塞，所述塞体A (I)的下端部与包壳管(10)的一端连接，还包括下端塞，下端塞与包壳管(10)的另一端连接。
5.根据权利要求
4所述的一种燃料棒，其特征在于:所述下端塞包括塞体B(6)，所述塞体B (6)的下端部相对设置有两个可弯折的固定体(7)。
6.根据权利要求
5所述的一种燃料棒，其特征在于:所述固定体(7)上设置有薄弱部(8)。
专利摘要
本实用新型公开了一种燃料棒上端塞，塞体A的上端部开设有矩形槽A，所述塞体A的下端部包括直径从上至下逐渐减小的圆锥台和设置于圆锥台的底面的台阶。本实用新型还公开了一种采用上述上端塞的燃料棒。本实用新型的优点在于克服了现有燃料棒和上端塞本身没有为燃料棒的膨胀和伸长提供空间的不足。
文档编号G21C3/10GKCN203055471SQ201320062653
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月4日
发明者朱发文, 雷涛, 程华旸, 庞华, 尹春雨, 邢硕 申请人:中国核动力研究设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan