[发明专利]一种复合型燃料组件、核反应堆堆芯以及组装方法

说明书

本发明公开了一种复合型燃料组件、核反应堆堆芯以及组装方法。其中，该复合型燃料组件包括：第一燃料组件、第二燃料组件、以及将所述第一燃料组件和第二燃料组件在轴向方向上固定连接的连接机构。本发明的第一燃料组件和第二燃料组件通过连接机构在轴向方向上固定连接，从而可以有效的降低第一燃料组件和第二燃料组件的单个组件的轴向长度，从而提高了制造可行性以及反应堆的安全性。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种复合型燃料组件、核反应堆堆芯以及组装方法。

背景技术

在核电技术领域，燃料组件作为核反应堆堆芯的主要组件，其安全性、稳定性是十分重要的。如图1所示，传统的燃料组件包括刚性骨架和燃料棒2。其中，刚性骨架包括搅混格架3、上管座1、下管座5和导向管4。搅混格架3由规则排列的用于容纳和夹持燃料棒2的栅元组成。导向管4比燃料棒2长，其从燃料棒2的端部伸出来，并固定在上管座1和下管座5上。下管座5位于燃料组件的下部，下管座5具有一些支撑腿和一个匹配板，有一些用来固定导向管4的孔道和贯通的冷却剂流道。燃料组件的另一端，即燃料组件上端的上管座1，包括一个横向的匹配板，有一些容纳和固定导向管4的孔道和贯穿的流水孔。其中燃料棒2在刚性骨架中平行排列并被均匀分隔，且每根燃料棒2的包壳均为一体成型。

现有技术的燃料组件中，至少存在以下缺陷：

高径比很高，这种特殊的结构会造成其横向刚度很小，那么在地震工况下，在反应堆堆芯中相邻的燃料组件会产生较大的冲击力，特别是燃料组件中间部分的冲击力最大，最容易造成结构性破坏，影响反应堆运行的安全性。

因为燃料棒2包壳与导向管4结构、材料、运行温度及中子通量的不同，会产生不同的生长量，同时由于定位格架对燃料棒2的夹持作用，因此燃料棒2与导向管4会承受方向相反的轴向力，生长量差越大，此轴向力越大。

单根燃料棒2的长度很长，一根燃料棒2内也会装载很多的燃料芯块，在整个燃料寿期内，会有更多裂变气体释放，造成燃料棒2内压的变化范围更大，这会给燃料棒2整体的结构完整性设计带来挑战。

单根燃料棒2的长度很长，因而包壳很更长，这会造成包壳制造工艺难度的增加；燃料棒2长度很长也会给燃料棒2整体的装配及制造的难度增加。

单根燃料棒2的长度很长，该特征会对燃料组件组装过程的燃料棒2拉棒造成困难，单根燃料棒2包壳经过的格架层数会增加，特别是最新先入燃料组件骨架的燃料棒2部分，这会增加燃料棒2包壳因格架弹簧刚凸加持造成的表面剐蹭幅度，进而增加锆屑的产生量，最终还是会影响反应堆的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的燃料棒太长而造成的缺陷，提供一种复合型燃料组件、核反应堆堆芯以及组装方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种复合型燃料组件，包括：第一燃料组件、第二燃料组件、以及将所述第一燃料组件和第二燃料组件在轴向方向上固定连接的连接机构。

优选的，所述第一燃料组件包括第一上管座、第一下管座、设置在所述第一上管座和第一下管座之间的第一格架、以及由所述第一格架夹持安装在所述第一上管座和第一下管座之间的第一燃料棒组；

所述第二燃料组件包括第二上管座、第二下管座、设置在所述第二上管座和第二下管座之间的第二格架、以及由所述第二格架夹持安装在所述第二上管座和第二下管座之间的第二燃料棒组。

优选的，所述连接机构包括在所述第一下管座向所述第二上管座一侧延伸的至少一连接销钉、以及在所述第二上管座上设置的、与所述连接销钉配合锁紧的连接槽；和/或，

所述连接机构包括在所述第二上管座向所述第一下管座一侧延伸的至少一连接销钉、以及在所述第一下管座上设置的、与所述连接销钉配合锁紧的连接槽。

优选的，所述第一下管座、第二上管座大致呈方形；