[发明专利]一种强化搅混性能的定位格架及燃料组件

说明书

本发明属于核燃料组件技术领域，具体公开了一种强化搅混性能的定位格架及燃料组件，包括设置在内条带顶端的搅混翼；所述搅混翼N次弯折成形，侧面呈“S”形，所述N为大于等于2的正整数。本发明的搅混翼采用多次弯折成形的设计，对轴向流体进行一次横向引导，搅混翼中部进行二次折弯，进一步对流体进行横向引导，增强搅混作用。本发明增加了搅混翼与夹持机构的距离，有利于减小流体到达搅混翼时的紊乱程度，从而充分发挥搅混翼对流体的引导作。本发明根据格架外围搅混翼对流体的引导方向，协同设计外条带上部导向翼的高度，以充分匹配二者对流体的引导。

技术领域

本发明属于核燃料组件技术领域，具体涉及一种强化搅混性能的定位格架及燃料组件。

背景技术

现有压水堆核电站常用的燃料组件由若干燃料棒、导向管、定位格架及上下管座等组成。定位格架作为骨架的重要组成部分，其主要功能一是夹持燃料棒使其定位，二是搅混流体以提高燃料组件的临界热流密度。

传统的定位格架在其顶端设置有搅混翼结构，在条带十字交叉处纵横交替布置，对应于每个子通道，将会形成子通道内部对流体的涡旋搅混以及子通道之间的横向流搅混。然而，对于搅混翼如何才能充分发挥其对流体的搅混作用、其下部的弹簧和刚凸对搅混翼引导流体的影响以及格架外条带导向翼与搅混翼对流体搅混的协同作用并未有太过深入的研究。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种强化搅混性能的定位格架及燃料组件。本发明通过对定位格架上部搅混翼的结构设计，强化定位了格架的搅混性能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种强化搅混性能的定位格架，包括内条带、外条带；内条带和外条带互相正交插配，并在交叉位置上焊接固定，形成若干个燃料棒栅元；内条带位于燃料棒栅元内部，外条带位于燃料棒栅元外围；搅混翼设置在内条带顶端。

所述搅混翼N次弯折成形，侧面呈“S”形，实现分步对流体进行横向引导，增强搅混性能；

所述N为大于等于2的正整数。

优选的，搅混翼N次弯折中，每一次折弯与竖直方向之间夹角均为20°-40°。

优选的，弯折角度为35°。

第一次折弯沿着搅混翼根部与内条带上边沿接触的第一水平基线，或者沿着与第一水平基线呈10-20°夹角的第一斜基线；第二次折弯沿第二水平基线或者与第二水平基线呈10-20°夹角的第二斜基线；第二水平基线与第一水平基线之间间距2-5mm；第二斜基线与第一斜基线之间间距2-5mm；第N次弯折的水平基线与第N-1次弯折的水平基线之间距离2-5mm；第N次弯折的斜基线与第N-1次弯折的斜基线之间距离2-5mm；第N次折弯的角度小于第N-1次折弯的角度；所有折弯均为圆滑过渡。

本发明的搅混翼采用多次弯折成形的设计，对轴向流体进行一次横向引导，搅混翼中部进行二次折弯，进一步对流体进行横向引导，增强搅混作用；同时根部折弯角度较小有利于减小格架的整体阻力。

优选的，本发明的定位格架还包括设置在所述搅混翼下方的由内条带冲压形成的刚凸和弹簧构成的夹持机构。刚凸位于内条带上部和下部，弹簧位于内条带中部。

优选的，位于所述内条带上部、下部刚凸的上边沿、下边沿分别设置有一个冲制槽，所述冲制槽是在内条带上冲压形成的，内条带上边沿水平线与距离最近的冲制槽上边沿之间的距离不小于刚凸本身的轴向高度，其中刚凸本身的轴向高度是指刚凸沿着燃料棒栅元轴向的长度。

本发明的搅混翼位于格架的顶部，其下设置有弹簧、刚凸等夹持结构，流体在流经弹簧、刚凸等结构时由于流道变化产生扰动，增加搅混翼与夹持机构的距离有利于减小流体到达搅混翼时的紊乱成都，从而充分发挥搅混翼对流体的引导作用，提高搅混性能。