[其他]带有多个微凹改进结构的核燃料棒支撑格架

说明书

本发明一般涉及核反应堆的燃料组件，更具体地涉及支撑核燃料棒用的带有多个微凹改进结构的格架。

在大多数核反应堆中，反应堆堆芯由大量的细长燃料组件组成。这些通常设计的燃料组件包含有大量的燃料棒，这些燃料棒依靠多个格架形成为一个规则阵列，这些格架沿着燃料组件的长度呈轴向间隔布置并固定到燃料组件的许多根细长的控制棒导向套管上。燃料组件两端的上管咀和下管咀固定到稍微超出燃料棒上端和下端的导向套管上。

大家都知道，格架用来使反应堆堆芯中的燃料棒之间保持有准确的间距，用来阻止燃料棒产生振动，用来提供燃料棒的横向支撑，在某种程度上说，还用来摩擦夹住燃料棒，防止产生纵向移动。在通常的格架设计中，格架包括有许多相互交织的条带，这些条带设计成蛋篮形结构，以便形成许多能分别装入燃料棒和控制棒导向套管的栅元。每一个格架的栅元可装入燃料棒并在指定的轴向位置上对其进行支撑，这些栅元一般都使用带有较大弹性的弹簧以及（或）由交织条带的金属材料构成的较硬的突起物（称之为微凹）。每一个格架栅元的弹簧和微凹同装入该栅元的燃料棒保持摩擦啮合或接触。此外，外部条带彼此相连，沿四周使格架条带闭合起来，以增加格架的刚性和强度。

代表以前技术的是下述美国专利中图示和说明的格架：美国专利28，079;3，679，547;4，090，918;4，111，348;4，124，444;4，125，435;4，137，125;4，325，786;4，364，902;4，411，862以及4，474，730。

对于用锆合金型材料制成的格架来说，在将燃料组件装入核反应堆堆芯中以后由于辐照和温度的影响，格架弹簧不能保持其设计的预压力。在某些情况下，难于获得抑制燃料棒弯曲所必需的弹簧刚度和弹力。

本发明的主要目的是提供燃料组件格架中的一种改进的微凹结构，这种微凹结构将提供支撑反应堆堆芯中燃料棒所必需的弹力，并随时间变化只有极小的衰减。

因此，本发明归结于一种核燃料棒支撑格架，该格架包含有许多相互交织布置的条带，以构成一个中空栅元矩阵，每一个栅元可装入一根核燃料棒，每一个栅元由两对相对着布置的与相邻栅元共用的细长侧壁来限定，每个栅元的每一个侧壁用其一个侧面构成栅元的部分周边，用其相反的侧面构成与该栅元相邻布置的另一个栅元的部分周边。该格架的特点是：（a）在限定每个栅元用的每一个侧壁的上端附近形成第一个微凹组;（b）在限定每个栅元用的每一个侧壁的下端附近形成第二个微凹组。上述的每一个微凹组均由一对上微凹和下微凹以及一个中间微凹组成，上微凹和下微凹从形成该组微凹的侧壁的同一侧面向外凸出，而中间微凹位于上微凹和下微凹之间，并从形成该组微凹的侧壁的另一个侧面凸出。第一、第二组的上述微凹适用于当燃料棒装入上述栅元的相邻栅元中时同燃料棒形成带弹性的摩擦啮合。

根据上面介绍的本发明所得到的一种微凹组结构将使格架栅元侧壁中的力矩减至最小。体现本发明的各种具体结构有可能构成一种半刚性的栅元，在这种栅元中将防止燃料棒作横向移动和转动。最好，使改进型格架的交织条带在其每一个交叉点上通过焊缝连接起来。

现在参考附图仅以举例方式来说明本发明的一个优先实施例，附图中有：

图1是一个燃料组件局部取剖面的正视图，该燃料组件装有体现本发明的燃料棒支撑格架;

图2是一个体现本发明的燃料棒支撑格架的顶视图;

图3是图2中格架右下角部分放大后的不完全的顶视图;

图4、图5、图6和图7是分别沿着图3的4-4、5-5、6-6和7-7线所取的剖面图，图中表示了该格架一个给定栅元的侧壁上各个微凹组的布置以及每一组中多个微凹的布置;

图8是改进型支撑格架的两个相邻栅元中两根燃料棒的示意图，该图表示了由支撑格架中各微凹组的布置所形成的约束作用;

图9a至9e是改进型支撑格架中栅元两个相对侧壁上的微凹组中各种可能的微凹布置的示意图。

在下述说明中，用相同的参考符号表示数张图中相同的或相当的零件;而诸如“前部的”、“后部的”、“左侧的”、“右侧的”、“向上的”、“向下的”等等术语用作为便于表达的词语，而不认为是限制性术语。