堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶，條帶沿長度方向間隔設有側向向外凸起用于對穿設格架的燃料棒進行夾持支撐的支撐結構，兩相鄰的支撐結構之間設有提升條帶的屈曲強度的加強結構。本發明的堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶通過在條帶的平整結構上設置提升條帶的屈曲強度的加強結構，提升了條帶的屈曲強度，防止在格架受到側向沖擊時造成格架變形，提升了安全指數，降低了安全隱患。
【專利說明】
堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶
技術領域
[0001]本發明涉及核電領域，更具體地說，涉及一種堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶。
【背景技術】
[0002]核燃料組件的核燃料棒3的格架10，包含了外條帶11和內條帶12，橫排和豎排的內條帶12相互交叉焊接形成網狀柵格，柵格最外圍則焊接有外條帶11。
[0003 ]格架1的外條帶11上設有與外圈柵格對應的剛凸111，剛凸111在外條帶11上間隔設置，兩相鄰柵格的剛凸111之間的外條帶11通常為平整結構A，平整結構A在燃料棒3的軸線方向形成直線貫通區，減小了格架10的屈曲強度，當格架10受到水平外力時，平整的直線貫通區容易造成彎曲失穩。
[0004]根據安全要求，反應堆堆芯要能承受規定的四類工況(極限事故工況)，即假定冷卻劑失水事故(LOCA)和安全停堆地震(SSE)同時發生，在LOCA和SSE兩種載荷下，反應堆堆內構件的運動會使堆芯產生橫向位移，堆芯的橫向位移又會使核燃料組件發生橫向位移，而在目前壓水堆堆芯中，通常并排布置有數百個具有相同結構的燃料組件，從而會使燃料組件之間以及燃料組件與堆芯圍板之間在格架10位置產生碰撞。
[0005]在四類工況下，對反應堆堆芯而言，主要的準則就是確保反應堆能緊急停堆，如保證安全注入系統正常運行和有足夠數量的控制棒插入反應堆堆芯等。通用的設計準則通常為不會出現格架10的永久變形、導向管保持軸向穩定以及燃料組件結構滿足應力準則。因此，需要設計合理的具有規定強度的格架10和燃料組件結構，從而防止格架10的永久變形和燃料組件結構的破壞。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題在于，提供一種改進的堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶。
[0007]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種格架的條帶，所述條帶沿長度方向間隔設有側向向外凸起用于對穿設格架的燃料棒進行夾持支撐的支撐結構；
[0008]兩相鄰的支撐結構之間設有提升所述條帶的屈曲強度的加強結構。
[0009]優選地，所述加強結構包括在所述條帶表面內凹設置的凹槽和/或凸出設置的凸條。
[0010]優選地，所述加強結構包括在所述條帶的表面壓合形成的壓合部。
[0011]優選地，所述壓合部內凹于一側面形成凹槽，并向另一側面凸出設置形成凸條。
[0012]優選地，所述支撐結構包括向所述條帶的一側凸起設置的剛凸，所述加強結構設置在所述條帶長度方向兩相鄰的剛凸之間的區間。
[0013]優選地，所述加強結構分別與兩相鄰的所述支撐結構在所述條帶的長度方向交錯設置。
[0014]優選地，所述加強結構凸出的一側與所述支撐結構位于同一側，且凸出的高度不高于所述支撐結構的高度。
[0015]優選地，所述加強結構的凹槽、凸條分別呈直線延伸、弧形、S形、交叉結構中的一種或組合。
[0016]優選地，所述加強結構在所述條帶的縱向兩側邊緣、及所述條帶的中間至少一處位置上設置。
[0017]本發明還構造一種格架，包括沿第一方向并排設置的至少兩個第一條帶和沿第二方向并排設置的至少兩個第二條帶，所述第一條帶、第二條帶交叉設置，其中至少位于所述格架外圍的所述第一條帶、第二條帶由所述的條帶。
[0018]本發明還構造一種燃料組件，包括所述的格架。
[0019]本發明還構造一種堆芯，包括所述的燃料組件。
[0020]實施本發明的堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶，具有以下有益效果:本發明的堆芯及其燃料組件、格架和格架的條帶通過在條帶的兩相鄰柵格的剛凸之間的平整結構上設置提升條帶的屈曲強度的加強結構，提升了條帶的屈曲強度，防止在格架受到側向沖擊時造成格架變形，提升了安全指數，降低了安全隱患。
【附圖說明】
[0021]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0022]圖1是本發明實施例中的燃料組件的結構示意圖；
[0023]圖2是本發明實施例中的格架穿設有燃料棒時的俯視方向示意圖；
[0024]圖3是本發明實施例中的格架的外條帶的正面示意圖；
[0025]圖4是圖3中的外條帶的側向示意圖；
[0026]圖5是本發明其他實施例中的格架的外條帶的正面示意圖；
[0027]圖6是圖5中的外條帶的側向示意圖；
[0028]圖7是本發明實施例中的條帶上的加強結構與長度方向上兩相鄰的剛凸在條帶的長度方向交錯設置時的示意圖；
[0029]圖8是其他實施例中條帶上的加強結構與長度方向上兩相鄰的剛凸在條帶的長度方向未交錯設置時的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0031]如圖1所示，本發明一個優選實施例中的壓水堆核電站的堆芯由許多燃料組件組成，燃料組件并排設置。燃料組件包括剛性骨架和燃料棒3組成，燃料棒3在剛性骨架中平行排列并被均勻分隔。剛性骨架包括若干格架10、上管座5、下管座6和導向管7。格架10通常包括定位格架1、攪混格架4，各格架10分別由規則排列的用于容納和夾持燃料棒3的柵元組成。格架10在燃料棒3的軸向間隔設置，供燃料棒3穿設定位。導向管7比燃料棒3長，其從燃料棒3束的端部伸出來，并固定在上管座5和下管座6上。下管座6位于燃料組件的下部，具有一些支撐腿和一個下孔板，下孔板上有一些用來固定導向管7的孔道和冷卻劑流道穿透該下孔板。燃料組件的另一端，即組件上端的上管座5，包括一個橫向的上孔板，上孔板上有一些容納和固定導向管7的孔道和流水孔貫穿該上孔板。燃料組件位于反應堆的堆芯上下板之間，冷卻劑通過堆芯板預留的板孔，流經燃料棒3，帶走反應熱。
[0032]如圖2所示，格架10包含沿第一方向并排設置的多個第一條帶和沿第二方向并排設置的多個第二條帶，第一條帶、第二條帶交叉設置，位于格架10外圍的第一條帶、第二條帶為格架10的外條帶11，位于外圍內圈的第一條帶、第二條帶為格架10的內條帶12，第一條帶、第二條帶相互交叉焊接形成網狀柵格，外條帶11位于柵格最外圍。
[0033]結合圖2、圖3所示，格架10的外條帶11上設有與外圈柵格對應的支撐結構，支撐結構在外條帶11上沿長度方向間隔設置，向柵格內凸起，用于對穿設外圈柵格的燃料棒3進行夾持支撐。支撐結構包括向所述條帶的一側凸起設置的剛凸111，剛凸111對穿設外圈柵格的燃料棒3進行支撐。在其他實施例中，支撐結構也可為其他形式的凸起結構，能對燃料棒3夾持支撐即可。
[0034]兩相鄰柵格的剛凸111之間的外條帶11通常為表面平整的平整結構A，為了提升外條帶11的屈曲強度，防止在格架10受到側向沖擊時造成格架10變形，在縱向兩相鄰的剛凸111之間的平整結構A區間設有提升外條帶11的屈曲強度的加強結構13。在其他實施例中，當外條帶11上沒有設置剛凸111時，也可在外條帶11上沿長度方向設置提升屈曲強度的加強結構13。
[0035]如圖3、圖4所示，加強結構13包括在外條帶11的表面壓合形成的壓合部131。優選地，壓合部131為沖壓形成，使得壓合部131內凹于一側面形成凹槽，并向另一側面凸出設置形成凸條，沖壓的壓合部131相當于在外條帶11上設置了加強肋，提升外條帶11的強度。在其他實施例中，壓合部131也可為在外條帶11的表面壓合的能提升強度的紋路等結構，在外條帶11的表面形成交錯的紋路，讓強度得以提升。
[0036]進一步地，加強結構13的凸條凸出的一側與剛凸111位于同一側，可以防止凸條凸出部分不會對格架10外圍的其他部件產生干擾。另外，加強結構13的凸條凸出的高度不高于剛凸111的高度，避免凸出的高度過高而影響到燃料棒3的插入。
[0037]在一些實施例中，加強結構13設置在外條帶11的縱向兩側邊緣，如圖5、圖6所示，加強結構13也可設置在外條帶11的中間位置。當然，也可在外條帶11的縱向兩側邊緣及中間位置均設置加強結構13，也可只在一側邊緣設置。加強結構13可在平整結構A上的任意位置設置，以能提升外條帶11的屈曲強度即可。
[0038]在其他實施例中，加強結構13也可包括在外條帶11表面內凹設置的凹槽和凸出設置的凸條。內凹的凹槽可為在外條帶11的表面沖壓加工形成，凸條則可為焊接在外條帶11的表面部件。進一步地，也可在外條帶11上單獨設置加工形成的凹槽和焊接的凸條中的一種。加工形成的凹槽和焊接的凸條能讓外條帶的壁厚有變化，使得不易彎曲變形，能起到提升屈曲強度的效果。
[0039]在一些實施例中，如圖3、圖5所示，加強結構13的凹槽、凸條分別呈直線延伸，在其他實施例中，凹槽、凸條也可分別呈弧形，進一步地，凹槽、凸條也可分別呈直線延伸、弧形、S形、交叉結構中的一種或組合，以能提升條帶11的屈曲強度即可。
[0040]優選地，如圖7所示，加強結構13與長度方向上兩相鄰的剛凸111在外條帶11的長度方向交錯設置，讓凹槽、凸條與剛凸111交錯，避免在長度方向上沒有加強結構13和剛凸Ill的區域形成如圖8所示的線狀的或較窄的窄帶形平整結構A，防止窄帶形平整結構A成為外條帶11彎曲失穩的慣性軸。
[0041]優選地，在其他實施例中，加強結構13的凹槽、凸條可為其他不規則排列的方式，如縱橫交錯的排列方式，加強結構13也可為其他不規則的外形，對應的各個加強結構13進行對應的交錯排列。
[0042]進一步地，通常，內條帶12上設有與對應位置的柵格對應的剛凸，剛凸在內條帶上沿縱向間隔設置，向柵格內凸起，用于對穿設柵格的燃料棒3進行支撐。兩相鄰柵格的剛凸之間的內條帶12通常也為表面平整的平整結構。為了提升內條帶12的屈曲強度，防止在格架10受到側向沖擊時造成格架10的內條帶12變形，在縱向兩相鄰的剛凸之間的平整結構區域也可設有提升內條帶12的屈曲強度的加強結構，內條帶12上的加強結構可與外條帶11上的加強結構相同，也可設置不同形式的加強結構。當然，內條帶12上也可不用設置加強結構。
[0043]可以理解地，上述各技術特征可以任意組合使用而不受限制。
[0044]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種格架的條帶，其特征在于，所述條帶沿長度方向間隔設有側向向外凸起用于對穿設格架(10)的燃料棒(3)進行夾持支撐的支撐結構； 兩相鄰的支撐結構之間設有提升所述條帶的屈曲強度的加強結構(13)。2.根據權利要求1所述的格架的條帶，其特征在于，所述加強結構(13)包括在所述條帶表面內凹設置的凹槽和/或凸出設置的凸條。3.根據權利要求1所述的格架的條帶，其特征在于，所述加強結構(13)包括在所述條帶的表面壓合形成的壓合部(131)。4.根據權利要求3所述的格架的條帶，其特征在于，所述壓合部(131)內凹于一側面形成凹槽，并向另一側面凸出設置形成凸條。5.根據權利要求2或4所述的格架的條帶，其特征在于，所述支撐結構包括向所述條帶的一側凸起設置的剛凸(111)，所述加強結構(13)設置在所述條帶長度方向兩相鄰的剛凸(111)之間的區間。6.根據權利要求1至4任一項所述的格架的條帶，其特征在于，所述加強結構(13)分別與兩相鄰的所述支撐結構在所述條帶的長度方向交錯設置。7.根據權利要求1至4任一項所述的格架的條帶，其特征在于，所述加強結構(13)凸出的一側與所述支撐結構位于同一側，且凸出的高度不高于所述支撐結構的高度。8.根據權利要求2或4所述的格架的條帶，其特征在于，所述加強結構(13)的凹槽、凸條分別呈直線延伸、弧形、S形、交叉結構中的一種或組合。9.根據權利要求1至4任一項所述的格架的條帶，其特征在于，所述加強結構(13)在所述條帶的縱向兩側邊緣、及所述條帶的中間至少一處位置上設置。10.—種格架(10)，其特征在于，包括沿第一方向并排設置的至少兩個第一條帶和沿第二方向并排設置的至少兩個第二條帶，所述第一條帶、第二條帶交叉設置，其中至少位于所述格架(10)外圍的所述第一條帶、第二條帶由權利要求1至9任一項所述的條帶形成。11.一種燃料組件，其特征在于，包括權利要求10所述的格架(10)。12.一種堆芯，其特征在于，包括權利要求11所述的燃料組件。
【文檔編號】G21C3/33GK105869682SQ201610378577
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】盧志威, 李偉才, 呂先鋒
【申請人】中廣核研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司