專利名稱:用于加壓水反應(yīng)器的燃料裝置的異物過濾器的制作方法
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種加壓水反應(yīng)器中的燃料裝置，特別是一種用作保護(hù)裝置的異物過濾器，它能夠阻擋異物以防止冷卻劑中的異物進(jìn)入燃料有效部分。
背景技術(shù)：
圖25是表示通常用在加壓水反應(yīng)器中的燃料裝置的立體圖。圖26是表示了典型的核反應(yīng)器的剖視圖。
燃料裝置由下述部件構(gòu)成相互隔開的上部噴嘴1和下部噴嘴2；多個(gè)以預(yù)定間隔隔開并具有由條帶構(gòu)成網(wǎng)格空間的柵格3；以預(yù)定間隔插入網(wǎng)格空間的控制棒導(dǎo)向管(導(dǎo)向套管)4，它們由柵格3的緊固部件固定，并分別具有與上部噴嘴1和下部噴嘴2相連的上部和下部末端部分；和大量由柵格3的支撐部件彈性支撐的燃料棒5。在燃料棒5中，通過覆蓋管道以及上部和下部塞子，燃料顆粒和彈簧被密封。帶有端部塞子的管狀插入件10與最下面的柵格相連，并且將導(dǎo)向套管4插入到插入件中，且導(dǎo)向套管4和下部噴嘴2相互連接。在導(dǎo)向套管處的網(wǎng)格空間部分被稱為套管單元，在燃料棒處的網(wǎng)格空間部分被稱為燃料棒單元。
噴嘴2直接設(shè)置在核反應(yīng)器的下部開口的上方，冷卻劑從這里流向反應(yīng)器芯部上方的反應(yīng)器部分。從這方面看，如圖27A和27B所示，下部噴嘴2具有大量用于使冷卻劑流過的液流通道孔6。
在管道和冷卻設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)、安裝和修理時(shí)，包括裂片和碎片，諸如金屬顆粒、碎屑和薄片等多種異物會(huì)進(jìn)入冷卻劑，并且假設(shè)這些異物碎片在流入燃料裝置內(nèi)部后滯留在柵格3和燃料棒5的單元壁之間。由于冷卻劑流動(dòng)而使滯留的異物產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致燃料棒5的磨損以及覆蓋管道的消除(刺穿覆蓋管道)。這產(chǎn)生了有害后果，例如腐蝕燃料棒5以及不能在燃料棒5中保持放射性裂變氣體物質(zhì)(燃料泄漏)。
為了解決這一問題，作為第一中防止異物的裝置，這里采用了一個(gè)防異物的下部噴嘴(下文稱DFBN)以減少流入燃料裝置的冷卻劑中的異物碎片數(shù)量，減小冷卻劑流經(jīng)的液流通道孔的直徑，并且，作為第二種防止異物的裝置，將細(xì)長(zhǎng)的固體下端塞子設(shè)置在最下面的柵格中，利用最下面柵格和細(xì)長(zhǎng)燃料棒下端塞子部分之間的間隙。即，假設(shè)異物已經(jīng)穿過構(gòu)成第二防護(hù)裝置的最下面柵格，也穿過位于下游側(cè)的柵格，但不會(huì)產(chǎn)生燃料泄漏。
但是，從今以后，將改進(jìn)燃料裝置以提高燃燒率，并且由此使燃料棒的內(nèi)部壓力變得更苛刻，從而希望燃料棒下端塞子更短以保持內(nèi)部壓力，由此提高充氣體積。
作為燃料棒輻射增長(zhǎng)的結(jié)果，燃料棒向下移動(dòng)，覆蓋管道伸出最下面的柵格；由此，縮短燃料棒的下端塞子會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題，即由燃料棒下端塞子部分(固體部分)和最下面柵格之間的間隙(即第二防止異物裝置)對(duì)異物碎片的捕捉性能并不能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間保持。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種異物過濾器，其中能夠在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間都能獲得期望的異物捕捉效果，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此。
為了獲得上述目的，在核反應(yīng)器的DFBN和下部柵格之間提供了一個(gè)異物過濾器，其特征在于，兩個(gè)鄰近的薄條帶組裝成了網(wǎng)格形式。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說明在附圖中
圖1是根據(jù)實(shí)施例1所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；圖2是根據(jù)實(shí)施例2所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；
圖3A、3B和3C是分別表示了根據(jù)實(shí)施例3所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；圖4A、4B和4C是分別表示了根據(jù)實(shí)施例4所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；圖5A和5B是分別表示了根據(jù)實(shí)施例5所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；圖6A、6B、6C、6D和6E是分別表示了根據(jù)實(shí)施例6所述的異物過濾器的內(nèi)部條帶的側(cè)面結(jié)構(gòu)的視圖；圖7A、7B和7C是分別表示了根據(jù)實(shí)施例6所述的異物過濾器的內(nèi)部條帶的側(cè)面結(jié)構(gòu)的視圖；圖8是根據(jù)實(shí)施例6所述的異物過濾器的燃料棒單元的放大視圖；圖9A和9B是分別表示了根據(jù)實(shí)施例6所述的異物過濾器的燃料棒單元的放大視圖；圖10是根據(jù)實(shí)施例1和6所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；圖11A和11B分別表示了根據(jù)實(shí)施例2和6所述的異物過濾器的結(jié)構(gòu)的視圖；圖12A和12B是分別表示了根據(jù)實(shí)施例7所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖；圖13A、13B、13C和13D是表示了根據(jù)實(shí)施例8所述的異物捕捉上部和下部噴嘴的視圖；圖14是表示了根據(jù)實(shí)施例9所述的異物過濾器的視圖；圖15是表示了根據(jù)實(shí)施例9所述的異物過濾器的視圖；圖16是表示了根據(jù)實(shí)施例9所述的異物過濾器的視圖；圖17是表示了根據(jù)實(shí)施例10所述的異物過濾器的視圖；圖18是表示了根據(jù)實(shí)施例10所述的異物過濾器的視圖；圖19是表示了根據(jù)實(shí)施例10所述的異物過濾器的視圖；圖20是表示了根據(jù)實(shí)施例10所述的異物過濾器的視圖；圖21是表示了根據(jù)實(shí)施例10所述的異物過濾器的視圖；
圖22是表示了根據(jù)實(shí)施例11所述的異物過濾器的視圖；圖23是表示了根據(jù)實(shí)施例12所述的異物過濾器的視圖；圖24A、24B、24C、24D和24E是分別表示了根據(jù)實(shí)施例13所述的異物過濾器的外部條帶結(jié)構(gòu)的視圖；圖25是表示燃料裝置的獨(dú)立視圖；圖26是表示了典型的核反應(yīng)器的剖視圖；圖27A和27B是表示了下部噴嘴的平面圖。
對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明實(shí)施例1圖1和10表示了根據(jù)實(shí)施例1所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元；通過提供一個(gè)由多個(gè)位于DFBN和下部柵格之間的這種單元構(gòu)成的異物過濾器，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分(覆蓋管道部分)中。
在DFBN2和下部柵格3之間，提供有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器7，它具有由條帶形成的網(wǎng)格空間。圖1和10是根據(jù)實(shí)施例1所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大圖。圖1中的伸出件9是圓的，而考慮到機(jī)械性能，將圖10中的伸出件9制成扁平的。伸出件的結(jié)構(gòu)并不限于這些附圖中顯示的形式。
異物過濾器7由條帶構(gòu)成，其特征在于，在前、后側(cè)面上提供有軸向連續(xù)的伸出件9，并且那些比由下游側(cè)的柵格部分捕獲的異物還要小的異物也能被捕獲，從而在安裝于覆蓋管道部分中的柵格下端捕獲異物之前，就能夠利用該異物過濾器部分捕獲異物。異物過濾器7的外部尺寸比DFBN2和下部柵格3小一些。如下所述，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，異物過濾器的外部條帶可以是扁平以及容易制造的結(jié)構(gòu)。另外，通過將異物過濾器7的外部尺寸制得很小，就能夠消除由于處理該燃料裝置時(shí)與相鄰燃料裝置發(fā)生干涉而損壞異物過濾器的潛在因素。
根據(jù)過濾器的結(jié)構(gòu)，在制成網(wǎng)格形的條帶的交叉處附近的內(nèi)部條帶8中提供有軸向連續(xù)的伸出件9(在每一條帶交叉處，由兩個(gè)條帶在前、后側(cè)上提供有伸出件)。伸出件9的軸向長(zhǎng)度是考慮到燃料棒5的輻射增長(zhǎng)(向下膨脹)來確定的。即，為了使由燃料棒下端塞子(下端位置)和異物過濾器確定的異物捕獲尺寸能夠是一常數(shù)，連續(xù)的伸出件9要位于內(nèi)部條帶8的寬泛的高度范圍內(nèi)。
在本發(fā)明中，兩個(gè)薄的內(nèi)部條帶8相互疊置，并且連續(xù)且寬泛的伸出件9沿軸向提供在條帶交叉處附近的前、后側(cè)上。兩內(nèi)部條帶8相互疊置的目的是在條帶交叉處附近的前、后側(cè)上提供寬泛且沿軸向連續(xù)的伸出件9。除此之外，還應(yīng)該考慮到抑制壓力損失的增加以及套管處的尺寸限制(由于插入件10的存在而產(chǎn)生的尺寸相互關(guān)系)。伸出件的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮到條帶的可模塑性以及冷卻水的常規(guī)流速來確定。當(dāng)伸出件以下述方式制成時(shí)，即在高度方向(軸向)上在條帶交叉處的附近(在用于使相互垂直的條帶結(jié)合的狹縫23附近)沒制有任何槽時(shí)，殘余變形增大了，并且降低了條帶的可模塑性。因此，如圖6A至6E所示，采用了一種(懸臂式)結(jié)構(gòu)，其中在條帶交叉?zhèn)鹊母叨确较蛏咸峁┝擞糜谛纬缮斐黾牟?1。也可以如圖7A至7C所示，形成了如序號(hào)26指示的切縫。另外，還可以省略軸向槽以及橫向槽而只形成切縫。借助每一網(wǎng)格(單元)，伸出件制成常規(guī)的結(jié)構(gòu)。
如上所述，為了在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間增強(qiáng)異物捕捉性能，由具有軸向連續(xù)伸出件的條帶制成的本發(fā)明的異物過濾器能夠使異物過濾器條帶和下端塞子之間的最大間隙仍小于柵格部分(大約1/2)，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此，從而能減少那種會(huì)引起燃料泄漏的異物進(jìn)入燃料有效部分。
在本發(fā)明的異物過濾器結(jié)構(gòu)中，也可以在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，獲得期望的異物捕獲效果，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此。實(shí)施例2圖2表示了根據(jù)實(shí)施例2所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元；象實(shí)施例1一樣，通過提供一個(gè)由多個(gè)位于DFBN和下部柵格之間的這種單元構(gòu)成的異物過濾器，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，為在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部柵格3之間，提供有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器7，它具有由條帶形成的網(wǎng)格空間。實(shí)施例2的異物過濾器12的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相似。(圖2是根據(jù)實(shí)施例2所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖。伸出件的結(jié)構(gòu)并不限于附圖中顯示的形式。)在實(shí)施例1中，異物過濾器的伸出件與插入件隔開，實(shí)施例2的特征在于，沿著插入件10的外表面(輪廓)提供有伸出件13。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，異物過濾器部分中的冷卻劑的浸濕圓周面積減小了。另外，能夠形成期望的限制壓力損失增長(zhǎng)的效果。在提供有該異物過濾器的實(shí)例中，也能夠形成與實(shí)施例1相同的阻擋異物效果(異物捕捉特性)。實(shí)施例3圖3A至3C表示了根據(jù)實(shí)施例3所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元；通過提供一個(gè)由多個(gè)位于DFBN和下部柵格之間的這種單元構(gòu)成的異物過濾器，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部柵格3之間，提供有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器14，它具有由條帶形成的網(wǎng)格空間。除了伸出件15的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1和2的伸出件結(jié)構(gòu)不同之外，實(shí)施例3的異物過濾器14的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1和2的結(jié)構(gòu)相似。(圖3是根據(jù)實(shí)施例3所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖。伸出件的結(jié)構(gòu)并不限于附圖中顯示的形式。)實(shí)施例3的異物過濾器14的的特征在于，它能夠捕獲比實(shí)施例1和2的異物過濾器捕獲的異物碎片更小的異物碎片，并且能夠形成比實(shí)施例1和2更好的阻擋異物效果(異物捕捉特性)。實(shí)施例4圖4A至4C表示了根據(jù)實(shí)施例4所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元；通過提供一個(gè)由多個(gè)位于DFBN和下部柵格之間的這種單元構(gòu)成的異物過濾器，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部柵格3之間，提供有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器14，它具有由條帶形成的網(wǎng)格空間。除了伸出件15的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1和2的伸出件結(jié)構(gòu)不同之外，實(shí)施例4的異物過濾器16的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)相似。(圖4是根據(jù)實(shí)施例4所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖。伸出件的結(jié)構(gòu)并不限于附圖中顯示的形式。)在實(shí)施例3中，異物過濾器伸出件的外形和燃料棒或插入件的外形是同軸的(伸出件外形的中心與燃料棒或插入件的中心一致)，而實(shí)施例4并未采用這種同軸結(jié)構(gòu)在套管單元位置，伸出件17的前端與插入件10干涉(重疊)。實(shí)施例4的異物過濾器16形成了與實(shí)施例3相同或更好的阻擋異物效果(異物捕捉特性)。假設(shè)象柵格部分那樣通過點(diǎn)焊將插入件和異物過濾器的內(nèi)部條帶連接起來而使異物過濾器沿軸向定位；當(dāng)采用本發(fā)明實(shí)施例4所述的異物過濾器16時(shí)，通過在插入件18的外表面上提供切口或類似物，就能夠?yàn)榱藱C(jī)械連接而在異物過濾器16的伸出件17的前端部分中進(jìn)行裝配。另外，由于伸出件是懸臂式結(jié)構(gòu)，伸出件就能沿著插入件的外表面(輪廓)延伸而不必在插入件中提供切口或類似物。(異物過濾器條帶和插入件的連接也可以通過點(diǎn)焊實(shí)現(xiàn))。實(shí)施例5圖5A和5B以及圖11A和11B表示了根據(jù)實(shí)施例5所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元；通過提供一個(gè)由多個(gè)位于DFBN和下部柵格之間的這種單元構(gòu)成的異物過濾器，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部柵格3之間，提供有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器19，它具有由條帶形成的網(wǎng)格空間。除了伸出件19的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1和2的伸出件結(jié)構(gòu)不同之外，實(shí)施例5的異物過濾器19的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相似。(圖5是根據(jù)實(shí)施例5所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖。伸出件的結(jié)構(gòu)并不限于附圖中顯示的形式。)假設(shè)在單元的角落部分具有45度的交界面，在實(shí)施例1中，異物過濾器的伸出件的結(jié)構(gòu)相對(duì)于45度的交界面對(duì)稱(同軸并具有相同的彎曲形狀)，而在實(shí)施例5中，右側(cè)和左側(cè)伸出件20是對(duì)稱的。象實(shí)施例1那樣，在圖5A中，異物過濾器伸出件的外形和燃料棒5或插入件10的外形是同軸的(盡管伸出件的圓形部分的尺寸不同，但圓形部分的中心與與燃料棒或插入件的中心一致)，而在圖5B中，并未采用實(shí)施例4的同軸結(jié)構(gòu)，在套管單元位置，伸出件20的前端與插入件18干涉(重疊)。圖11A和11B表示了一種異物過濾器結(jié)構(gòu)，其中，根據(jù)使用條件(流動(dòng))，當(dāng)懸臂式伸出件20的振動(dòng)帶來問題時(shí)，可通過序號(hào)27指示的焊接連接將伸出件20的前端連接以限制振動(dòng)。由于伸出件20的前端結(jié)構(gòu)，圖11A和11B的結(jié)構(gòu)在重疊量28上不同；在圖11B中，重疊量28增大了。為了增大重疊量28，可讓伸出件20采用圖7C所示的側(cè)面結(jié)構(gòu)。(特定結(jié)構(gòu)并不局限于此)。參見圖11A和11B，考慮到暫時(shí)組裝特性(為了提高暫時(shí)組裝特性)，可使懸臂式伸出件20安裝在內(nèi)側(cè)面上以在下述條件下進(jìn)行模塑，即事先將它們拉向單元(燃料棒)中心側(cè)，并在焊接伸出件前端的時(shí)候，將銷或類似物安裝在單元中，并且在將內(nèi)部伸出件保持與外部伸出件接觸的時(shí)候進(jìn)行焊接。還期望實(shí)施例5的異物過濾器能夠提供與實(shí)施例1相同的阻擋異物效果(異物捕捉特性)。實(shí)施例6
圖6A至6E以及圖7A至7C表示了根據(jù)實(shí)施例6所述的異物過濾器的內(nèi)部條帶側(cè)面結(jié)構(gòu)(代表性單元的放大視圖)；通過將這些側(cè)面結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1至5的剖面結(jié)構(gòu)(在平面視圖上)適當(dāng)結(jié)合，能夠獲得異物過濾器結(jié)構(gòu)和一種結(jié)合圖案，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入燃料有效部分中。圖8至11B表示了異物過濾器的外部條帶結(jié)構(gòu)(代表性單元的放大視圖)，并表示了與內(nèi)部條帶的關(guān)系(例如，實(shí)施例1和實(shí)施例5的結(jié)合)。
為了在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中，提供了一種帶有軸向連續(xù)伸出件24的異物過濾器21。
圖6A至6E以及圖7A至7C表示了異物過濾器21的內(nèi)部條帶側(cè)面結(jié)構(gòu)。(伸出件的特定結(jié)構(gòu)、槽等并不限于圖示形式。)異物過濾器的外部尺寸比DFBN 2和下部柵格3的尺寸小一些。下面是圖案，其中這些內(nèi)部條帶側(cè)面結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1至5的剖面結(jié)構(gòu)(在平面視圖上)相結(jié)合。
表


標(biāo)記o表示推薦的結(jié)合圖案。
標(biāo)記.表示不被推薦但仍可采用的圖案。
通過將異物過濾器的外部尺寸制得較小，就能獲得扁平和簡(jiǎn)單的外部條帶結(jié)構(gòu)22，只要它與實(shí)施例1至5的內(nèi)部條帶剖面結(jié)構(gòu)(在平面視圖上)相結(jié)合。
另外，對(duì)于最外周的單元，為了用外部條帶22和燃料棒5之間的間隙捕捉更小的異物碎片，如圖9A至11B所示，可以單獨(dú)地改變圖8所示的位于內(nèi)部條帶8兩端的伸出件25的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)。(伸出件的特定結(jié)構(gòu)并不限于圖示形式。)圖8至11B表示了與內(nèi)部條帶結(jié)合(例如實(shí)施例1和實(shí)施例5的結(jié)合)的異物過濾器的外部條帶的結(jié)構(gòu)(代表性單元的放大視圖)。在通過上述結(jié)合構(gòu)造成的本發(fā)明的異物過濾器中，能夠使異物過濾器外部條帶和下端塞子之間的最大間隙仍小于下部柵格部分，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此，從而能減少那種會(huì)引起燃料泄漏的異物進(jìn)入燃料有效部分。
通過安裝這種異物過濾器，能夠獲得期望的改進(jìn)異物阻擋效果(即小異物碎片的捕捉特性以及在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間的異物捕捉持久性)。實(shí)施例7圖12A和12B表示了根據(jù)實(shí)施例7所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元；通過提供一個(gè)由多個(gè)位于DFBN和下部柵格之間的這種單元構(gòu)成的異物過濾器，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN2和下部柵格3之間，提供有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器29，它具有由條帶形成的網(wǎng)格空間。(圖12A和12B是根據(jù)實(shí)施例7所述的異物過濾器的燃料棒單元和套管單元的放大視圖。伸出件的結(jié)構(gòu)并不限于附圖中顯示的形式。)這里采用的結(jié)構(gòu)是其中在形成網(wǎng)格的條帶的每一交叉處，在每一內(nèi)部條帶8上都提供有軸向連續(xù)的伸出件30(在每一條帶交叉處由兩條帶在前、后側(cè)上制成伸出件)。伸出件30的軸向長(zhǎng)度是考慮到燃料棒5的輻射增長(zhǎng)(向下膨脹)來確定的。即，為了使由燃料棒下端塞子(下端位置)和異物過濾器確定的異物捕獲尺寸能夠是一常數(shù)，連續(xù)的伸出件30要位于內(nèi)部條帶8的寬泛的高度范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，薄的內(nèi)部條帶8相互隔開并且平行設(shè)置，在條帶交叉處的前、后側(cè)面上提供有寬泛且沿軸向連續(xù)的伸出件30。薄的內(nèi)部條帶8相互隔開并且平行設(shè)置以在條帶交叉處的前、后側(cè)面上提供有寬泛且沿軸向連續(xù)的伸出件30。另外，還要考慮到在燃料棒5周圍之外的位置上的異物捕捉容易性。另外，如圖12所示，還能通過在條帶交叉處沒有伸出件30的條帶下表面上提供一個(gè)切口31，就能更容易地使異物進(jìn)入條帶交叉區(qū)域。根據(jù)進(jìn)入條帶交叉區(qū)域中的異物，還可以提供葉片式伸出件32，使得即使是很小的異物也能被捕獲(圖12A)。在下述異物過濾器中，即其中條帶交叉處的空間區(qū)域設(shè)置得足夠大以使異物能夠很容易地進(jìn)入燃料棒周圍之外的區(qū)域，如圖12A所示，還能夠提供無葉片式伸出件32，并將這種異物過濾器29直接設(shè)置在下部柵格下方，通過下部柵格的條帶33將較大的空間區(qū)域分隔成兩部分，使得即使是很小的異物也能被捕獲(圖12B)。
伸出件的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮到條帶的可模塑性以及冷卻水的常規(guī)流速來確定。即，伸出件30制成延伸經(jīng)過兩個(gè)單元的較寬結(jié)構(gòu)。另外，為每一網(wǎng)格(單元)處的伸出件采用了常規(guī)結(jié)構(gòu)。如上所述，在本發(fā)明的異物過濾器中，即由具有軸向連續(xù)伸出件的條帶制成以在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間提高異物捕捉特性的過濾器中，能夠使異物過濾器條帶和下端塞子之間的最大間隙仍小于柵格部分(大約1/2)，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此，從而能減少那種會(huì)引起燃料泄漏的異物進(jìn)入燃料有效部分。
本發(fā)明的異物過濾器結(jié)構(gòu)能夠獲得期望的異物捕獲效果，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此。實(shí)施例8
圖13A至13D表示了根據(jù)實(shí)施例8所述的異物過濾器捕捉上部和下部噴嘴，表示了在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分中的結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
為了減小穿過下部噴嘴2的液流孔6的異物碎片的尺寸，在靠近液流孔6中心的直線上(下部噴嘴的上表面)制有一個(gè)槽35，并且將薄片34裝入槽35；圖13A表示了改進(jìn)的異物捕捉下部噴嘴的結(jié)構(gòu)，其中薄片34通過焊接或類似方法固定在下部噴嘴的上表面或下表面上?？紤]到薄片的長(zhǎng)度，在生產(chǎn)費(fèi)用方面，采用相對(duì)于每一槽線都延伸經(jīng)過整個(gè)下部噴嘴寬度的單一薄片是最有利的；還可以根據(jù)導(dǎo)向套管等(界面)的相對(duì)位置關(guān)系來分隔薄片，并將部分薄片插入下部噴嘴的上表面中的槽內(nèi)。為了進(jìn)一步減小穿過液流孔6的異物尺寸，還可以傾斜地制成槽35并將薄片傾斜地裝入(圖13B)。從減少壓力損失的觀點(diǎn)看，薄片的厚度應(yīng)盡可能小。另外，上部和下部薄片表面可具有斜面或圓形結(jié)構(gòu)(圖13C和13D)。這種斜面和圓形結(jié)構(gòu)并不限于圖示形式?？梢酝ㄟ^研磨或擠壓來形成上述斜面結(jié)構(gòu)。而例如通過采用激光輻射來焊接端面并采用表面拉伸的方法，可以形成上述的圓形結(jié)構(gòu)實(shí)施例9圖14至16表示了根據(jù)實(shí)施例9所述的異物過濾器。通過將這種異物過濾器安裝在DFBN和下部柵格之間，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分(覆蓋管道部分)中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止混入冷卻劑中具有負(fù)作用(會(huì)引起燃料泄漏)的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN和下部柵格之間，安裝有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器36，它具有網(wǎng)格空間并由條帶形成。如圖14所示，該異物過濾器36由組合條帶構(gòu)成，每一組合條帶都由兩條相互疊置的條帶構(gòu)成，并交替地具有壓制的凹坑37，組合條帶組裝到網(wǎng)格中；網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。在這種結(jié)構(gòu)中，壓制的凹坑37也可位于每一條帶的軸向，并且兩條帶相互疊置，從而將內(nèi)部凹坑距離制得很小，并且提高異物捕捉效果。在圖15所示的異物過濾器38中，圖14所示的壓制凹坑并不是交替提供的，而是形成了軸向連續(xù)的直線凹槽39；另外，為了盡可能地防止由于下部柵格和異物過濾器之間存在間隙而使異物穿過，異物過濾器的條帶寬度增加了。這種條帶寬度增加的結(jié)構(gòu)，不僅對(duì)該實(shí)施例適用，也在某些情況下對(duì)下述的其他實(shí)施例適用。網(wǎng)格間距的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。在這種結(jié)構(gòu)中，凹槽39連續(xù)延伸的直線部分是在條帶的軸向上形成的，并且兩條帶相互疊置，從而減小了內(nèi)部凹槽的距離，并且提高異物捕捉效果。下面，類似于圖14所示的異物過濾器，圖16所示的異物過濾器40是通過將組合條帶組裝成網(wǎng)格而形成的，每一組合條帶都由兩條相互疊置的條帶構(gòu)成，并交替地具有連續(xù)的壓制凹坑37；在該例中，當(dāng)將兩條帶相互疊置的時(shí)候，形成了一個(gè)間隙(大約1至2mm)。網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。在本發(fā)明圖16所示的異物過濾器中，即由相互間隔的兩條帶構(gòu)成每一組合條帶進(jìn)而由組合條帶構(gòu)成的異物過濾器中，能夠使異物過濾器條帶和下端塞子之間的最大間隙仍小于柵格部分，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此，從而在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，提高異物捕獲效果。
通過安裝圖14至圖16所示的本發(fā)明異物過濾器，就能夠捕捉那些在已有技術(shù)中構(gòu)成問題的異物碎片，并在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，獲得期望的異物阻擋效果。實(shí)施例10圖17至21表示了根據(jù)實(shí)施例10所述的異物過濾器。通過將這種異物過濾器安裝在DFBN和下部柵格之間，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分(覆蓋管道部分)中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止混入冷卻劑中具有負(fù)作用(會(huì)引起燃料泄漏)的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN和下部柵格之間，安裝有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器41，它由條帶構(gòu)成。如圖17所示，該異物過濾器41是通過將組合條帶組裝成網(wǎng)格而形成的，每一組合條帶都由兩條相互疊置的條帶構(gòu)成，每一條帶具有交替的壓制凹坑42，這些凹坑制成能夠接觸單元內(nèi)側(cè)并且是圓形的形式；網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。在這種結(jié)構(gòu)中，壓制的凹坑42也可位于條帶的軸向，并且兩條帶相互疊置，從而減小了內(nèi)部凹坑距離，并且提高了異物捕捉效果。在圖18所示的異物過濾器43中，圖17所示的圓形凹坑并不是交替提供的，而是形成了軸向連續(xù)的直線凹槽44；網(wǎng)格間距的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。
在這種結(jié)構(gòu)中，壓制的圓形凹槽44連續(xù)延伸的直線部分是在條帶的軸向上形成的，并且兩條帶相互疊置，從而減小了內(nèi)部凹槽的距離，并且提高了異物捕捉效果。
下面，類似于圖17所示的異物過濾器，圖19所示的異物過濾器45是通過將組合條帶組裝成網(wǎng)格而形成的，每一組合條帶都由兩條相互疊置的條帶構(gòu)成，每一條帶具有交替的壓制凹坑42，一個(gè)位于另一個(gè)上，并且這些凹坑制成能夠接觸單元內(nèi)側(cè)且呈圓形的形式。這種過濾器不同于圖17所示的過濾器，在圖17中，帶槽的燃料棒下端塞子與任意選擇的幾個(gè)單元的凹坑46嚙合以用于固定。網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。下面，圖20表示了一種異物過濾器47，它類似于圖18所示的異物過濾器，是通過將組合條帶組裝成網(wǎng)格而形成的，每一組合條帶都由兩條相互疊置的條帶構(gòu)成，每一條帶具有交替的壓制圓形凹坑，這些凹坑與單元內(nèi)側(cè)接觸。在該例中，與內(nèi)側(cè)接觸的圓形凹坑的角落部分切成45度角的直線，如序號(hào)48所示。網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。圖21表示了一種異物過濾器49，其中切成45度角的直線的圖20所示圓形凹坑并不是交替的，而是在形成了在軸向上連續(xù)延伸的直線凹槽50；網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。
通過提供圖17至圖21所示的本發(fā)明異物過濾器，就能夠捕捉那些在已有技術(shù)中構(gòu)成問題的異物碎片，并在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，獲得期望的異物阻擋效果。實(shí)施例11圖22表示了根據(jù)實(shí)施例11所述的異物過濾器；通過將這種異物過濾器安裝在DFBN和下部柵格之間，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分(覆蓋管道部分)中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止混入冷卻劑中具有負(fù)作用(會(huì)引起燃料泄漏)的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。
在DFBN和下部柵格之間，安裝有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器51，它由條帶構(gòu)成。如圖22所示，該異物過濾器51是通過將組合條帶組裝成網(wǎng)格而形成的，每一組合條帶都由兩條相互疊置的條帶構(gòu)成，并具在兩個(gè)方向上延伸穿過條帶的整個(gè)高度的伸出件52?？紤]到條帶的模塑性以及冷卻水的常規(guī)流速，條帶設(shè)置成2-單元的距離并帶有伸出件，所述伸出件具有扁平表面以及較寬的寬度。另外，在本發(fā)明中，能夠使異物過濾器條帶和下端塞子之間的最大間隙仍小于柵格部分，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此。為了在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，提高異物捕獲效果，當(dāng)把條帶相互疊置時(shí)，形成大約1至2mm的間隙。網(wǎng)格間隔的數(shù)量和距離與傳統(tǒng)的下部柵格大致相同，并且外部尺寸比DFBN和下部柵格的外部尺寸小一些。
通過提供圖22所示的本發(fā)明異物過濾器，就能夠捕捉那些在已有技術(shù)中構(gòu)成問題的異物碎片，并在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，獲得期望的異物阻擋效果。實(shí)施例12圖23表示了根據(jù)實(shí)施例12所述的異物過濾器。通過將這種異物過濾器安裝在DFBN和下部柵格之間，就能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止異物碎片流入燃料有效部分(覆蓋管道部分)中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述裝置，在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止混入冷卻劑中具有負(fù)作用(會(huì)引起燃料泄漏)的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中。在DFBN和下部柵格之間，安裝有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的異物過濾器53，它具有單獨(dú)單元的網(wǎng)格空間，這些網(wǎng)格空間分別構(gòu)成了由條帶形成的單元。如圖23所示，該異物過濾器53是由條帶形成的，其特征是在軸向上提供有彈簧式的伸出件54，單獨(dú)單元的網(wǎng)格分別構(gòu)成了各個(gè)單元，所述單元通過激光焊接構(gòu)成了一個(gè)單元組件。該單元組件使每一單元安裝到燃料裝置的燃料棒的下端塞子上；從而事先在燃料棒端部塞子上形成圓周槽，并使本發(fā)明的軸向彈簧式伸出件54與槽嚙合以用于固定。作為將本發(fā)明的異物過濾器安裝到帶槽的燃料棒下端塞子上的方法，可采用例如下述方法，即，其中異物過濾器單元組件(與燃料棒的數(shù)量相同)容納在網(wǎng)格空間間隔(具有單獨(dú)腔室)的盒式保持器內(nèi)，并同時(shí)被迫從燃料裝置的下側(cè)進(jìn)入所有的燃料棒下端塞子。在安裝到帶槽的燃料棒下端塞子上的本發(fā)明異物過濾器中，彈簧式伸出件的返回部分是直的，以不會(huì)產(chǎn)生脫落的危險(xiǎn)。
通過提供圖23所示的本發(fā)明異物過濾器，就能夠捕捉那些在已有技術(shù)中構(gòu)成問題的異物碎片，并在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，獲得期望的異物阻擋效果。實(shí)施例13圖24表示了根據(jù)實(shí)施例13所述的異物過濾器的外部條帶60的結(jié)構(gòu)。在圖示結(jié)構(gòu)和組合圖案中，這些外部條帶60與實(shí)施例9至11的基本內(nèi)部單元結(jié)構(gòu)相結(jié)合，從而能在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止位于異物過濾器外部圓周內(nèi)的會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入燃料有效部分中。
為了在異物過濾器的外部圓周內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述目的，以及在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止冷卻劑中會(huì)引起燃料泄漏的異物碎片流入DFBN的液流通道孔以及流入燃料有效部分中，本發(fā)明采用了下述裝置。圖24A至24F表示了異物過濾器的外部條帶結(jié)構(gòu)。異物過濾器的外部尺寸比DFBN和下部柵格小一些。這種結(jié)構(gòu)形式具有下述特征-圖24A的外部條帶60通常是扁平結(jié)構(gòu)(沒有伸出件結(jié)構(gòu))。
-圖24B所示的外部條帶結(jié)構(gòu)在與內(nèi)部條帶6 1相連的部分具有伸出件，并且考慮到可模塑性，形成一種扁平部分。
-在圖24C所示的結(jié)構(gòu)中，省略了圖24B的上部附近伸出件結(jié)構(gòu)，以減小穿過相鄰燃料棒之間的異物尺寸。(伸出件是軸向連續(xù)的。)-在圖24D中，圖24C的伸出件是軸向隔開的。
-在圖24E中，圖24B至24D的伸出件是圓形的。
-在圖24F中，在外部條帶與內(nèi)部條帶61相連位置附近提供有伸出件。
下面的表格表示了圖形，其中這些外部條帶60與實(shí)施例9至11的基本內(nèi)部單元結(jié)構(gòu)結(jié)合。


在帶有星號(hào)的結(jié)構(gòu)中，可以省略在內(nèi)部條帶61兩端的伸出件。
在通過上述結(jié)合形成的本發(fā)明的異物過濾器中，能夠使異物過濾器上部條帶60和下端塞子之間的最大間隙仍小于下部柵格部分，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此，從而能夠盡可能地防止可能引起燃料泄漏的異物碎片進(jìn)入燃料有效部分。
通過安裝這種異物過濾器，就能夠獲得期望的比已有技術(shù)更好的防止異物效果(異物捕捉特性)。
如上所述，在本發(fā)明的異物過濾器中，能夠使異物過濾器條帶和下端塞子之間的最大間隙仍小于柵格部分的間隙(大約1/2)，并且在內(nèi)部條帶高度的較寬范圍內(nèi)提供連續(xù)的伸出件，使得由燃料棒下端塞子(下端位置)和異物過濾器確定的異物捕捉尺寸可為一常數(shù)，從而在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間，防止具有負(fù)作用(將會(huì)引起燃料泄漏)的異物碎片進(jìn)入燃料有效部分(覆蓋管道部分)，即使在采用例如縮短燃料棒下端的塞子等手段以使燃料裝置獲得更高的燃燒效率的情況下也如此。
通過采用這種異物過濾器條帶結(jié)構(gòu)，就能夠獲得期望的比已有技術(shù)更好的防止異物效果(即在整個(gè)使用壽命期間的捕捉更小異物的性能以及異物捕捉性能的持久性)。這種異物過濾器結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用于帶有細(xì)長(zhǎng)下端塞子的燃料棒。
權(quán)利要求
1.一種在核反應(yīng)器的DFBN和下部柵格之間提供的異物過濾器，其特征在于，兩個(gè)鄰近的薄條帶組裝成了網(wǎng)格形式。
2.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，在所述條帶的交叉處附近，在內(nèi)部條帶上提供了軸向連續(xù)的伸出件。
3.如權(quán)利要求
2所述的異物過濾器，其特征在于，在內(nèi)部條帶交叉一側(cè)的高度方向(軸向)上提供一個(gè)用于伸出件形狀的槽，其中伸出件的前端部分內(nèi)部條帶構(gòu)成，所述內(nèi)部條帶帶有隔開的且沿軸向連續(xù)的懸臂式伸出件。
4.如權(quán)利要求
3所述的異物過濾器，其特征在于，伸出件的前端通過焊接相連以限制懸臂式伸出件的振動(dòng)。
5.如權(quán)利要求
2所述的異物過濾器，其特征在于，內(nèi)部條帶的伸出件的前端部分裝配到插入件外表面中的切口或類似物中，以將異物過濾器以機(jī)械方式保持在期望的軸向位置。
6.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，為了使異物能夠很容易地進(jìn)入除了燃料棒圓周之外的部分，條帶交叉處的空間區(qū)域設(shè)置得較大，并且提供葉片式伸出件以能夠捕捉那些更小的異物。
7.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，條帶交叉處的空間區(qū)域設(shè)置得較大，以使異物能夠很容易地進(jìn)入除了燃料棒圓周之外的部分，并且在下部柵格的正下方提供有異物過濾器，且每一較大空間區(qū)域都由下部柵格的條帶分成兩部分，以能夠捕捉那些更小的異物。
8.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，在下部噴嘴DFBN和下部柵格之間提供了異物過濾器，并且在前側(cè)和后側(cè)都提供在每一網(wǎng)格列的條帶軸向上連續(xù)的伸出件。
9.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，在下部噴嘴DFBN和下部柵格之間，在前側(cè)和后側(cè)上提供了在每一網(wǎng)格列的條帶軸向上交替的伸出件，并且伸出件具有圓形末端和45°凹坑結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，還包括外部條帶，它們帶有扁平或在條帶軸向上連續(xù)的伸出件。
11.如權(quán)利要求
1所述的異物過濾器，其特征在于，還包括外部條帶，它們帶有從上部區(qū)域向下部區(qū)域沿軸向連續(xù)延伸的伸出件。
12.一種異物過濾器，其特征在于，為了減小穿過下部噴嘴的液流孔的異物尺寸，沿著穿過鄰近液流孔中心并位于下部噴嘴上表面內(nèi)的直線制有槽，薄片安裝在槽內(nèi)以用于固定。
13.一種異物過濾器，其特征在于，核反應(yīng)器中的多個(gè)單元都是彈簧式的結(jié)構(gòu)，并且在燃料棒下端塞子上用于固定的嚙合處制有槽。
專利摘要
一種在核反應(yīng)器的DFBN和下部柵格之間提供的異物過濾器，其特征在于，兩個(gè)鄰近的薄條帶組裝成了網(wǎng)格形式，能夠在燃料裝置的整個(gè)使用壽命期間都能獲得期望的異物捕捉效果，即使在燃料棒下端的塞子較短的設(shè)計(jì)情況下也如此。
文檔編號(hào)G21C3/33GKCN1405786SQ02130307
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年8月12日
發(fā)明者森政次, 清水純太郎, 茂中一樹, 下村尚志, 中山喜實(shí)男, 內(nèi)藤考文 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社, 三菱原子燃料株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan