一種獨(dú)立彈簧、保持格柵以及核燃料組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，尤其是涉及一種可用于核燃料組件的保持格柵的獨(dú)立彈簧、使用該獨(dú)立彈簧的保持格柵以及核燃料組件。
【背景技術(shù)】
[0002]核反應(yīng)堆的核燃料組件通常由細(xì)長的燃料棒或燃料棒的陣列形成，由一個(gè)骨架支承結(jié)構(gòu)來保持燃料棒沿側(cè)向隔開，骨架支承結(jié)構(gòu)包括許多沿縱向隔開的保持格柵、一個(gè)下端接頭和一個(gè)上端接頭。核燃料組件還可以包括導(dǎo)管和測量套管等細(xì)長的管狀件，對稱地散布在各燃料棒位置之中并與燃料棒一起延伸。
[0003]—個(gè)典型的核燃料定位格架包括外條帶、內(nèi)條帶等。外條帶設(shè)置在內(nèi)條帶的外圍形成支撐框架；內(nèi)條帶在外條帶內(nèi)側(cè)組合形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，燃料棒插設(shè)在網(wǎng)格柵元中，組成整個(gè)核燃料組件。
[0004]為了保持燃料棒在網(wǎng)格中，現(xiàn)有的一種方案如圖1所示，公開了一種具有對角線彈簧28的保持格柵的條帶結(jié)構(gòu)，對角線彈簧28在條帶壁上沿著彈簧對角線方向基本平行的兩條狹縫29成型，在形成彈簧的柵元中，對角線狹縫的任一端終止在柵元壁的狹縫31中，該狹縫31沿著離開彈簧的方向基本上平行于相鄰柵元壁延伸。
[0005]這種結(jié)構(gòu)的保持柵格的彈簧和剛凸引起的壓力損失過大，彈簧和剛凸引起的保持格柵內(nèi)部橫流過大，彈簧和保持格柵輻照生長和松弛過大增加彈簧、剛凸、燃料棒間隙產(chǎn)生和微振磨蝕風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可減少內(nèi)部冷卻劑橫向流動(dòng)、避免額外壓力損失的獨(dú)立彈簧、保持格柵以及核燃料組件。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種獨(dú)立彈簧，可用于核燃料組件的保持格柵；該獨(dú)立彈簧包括至少兩個(gè)大致位于同一平面設(shè)置的安裝部，以及連接設(shè)置在相鄰的安裝部之間的彈簧部；所述彈簧部自所述安裝部所在的平面向外突出。
[0008]優(yōu)選的，所述安裝部包括至少兩個(gè)位于同一高度、平板狀的第一安裝部，以及設(shè)置在所述第一安裝部之間、在高度方向與所述第一安裝部錯(cuò)開的第二安裝部。
[0009]優(yōu)選的，所述安裝部包括至少三個(gè)位于同一高度、平板狀的第一安裝部，以及設(shè)置在所述第一安裝部之間、在高度方向與所述第一安裝部錯(cuò)開的至少兩個(gè)第二安裝部。
[0010]優(yōu)選的，所述第二安裝部為具有平直表面的凸起；
在所述第二安裝部的豎直方向上開設(shè)有貫穿至所述第二安裝部一邊的狹縫。
[0011]優(yōu)選的，所述彈簧部在其寬度方向的中線與所述狹縫的中線成一角度，所述角度在15-75度之間。
[0012]本發(fā)明還提供一種可用于核燃料組件的保持格柵，包括相互交叉設(shè)置形成多個(gè)柵元的多個(gè)第一條帶和第二條帶、以及上述任一所述的獨(dú)立彈簧； 所述第一條帶開設(shè)有貫穿至其邊緣的第一裝配槽；對應(yīng)的，所述第二條帶開設(shè)有貫穿至其邊緣的第二裝配槽；所述第一裝配槽、第二裝配槽相配合以將所述第一條帶和第二條帶交叉插接形成多個(gè)所述柵元；
所述第一條帶和第二條帶上還設(shè)有凹槽，以供所述獨(dú)立彈簧的安裝部設(shè)置于其中，并使得每一所述柵元中至少有一所述獨(dú)立彈簧的彈簧部。
[0013]優(yōu)選的，所述凹槽包括在同一高度設(shè)置的第一凹槽、以及在高度方向上與所述第一凹槽錯(cuò)開的第二凹槽；
所述獨(dú)立彈簧的第一安裝部設(shè)置在所述第一凹槽中；所述獨(dú)立彈簧的第二安裝部設(shè)置在所述第二凹槽中。
[0014]優(yōu)選的，所述第一條帶的第二凹槽與所述第一條帶的第一裝配槽相連通，設(shè)置在所述第二凹槽中的所述獨(dú)立彈簧的狹縫與所述第一裝配槽連通；
所述第二條帶的第二凹槽與所述第二條帶的第二裝配槽相連通，設(shè)置在所述第二凹槽中的所述獨(dú)立彈簧的狹縫與所述第二裝配槽連通。
[0015]優(yōu)選的，所述獨(dú)立彈簧的安裝部的厚度小于所述第一條帶、第二條帶的厚度；并且，所述第一條帶和第二條帶裝配后，所述安裝部在所述第一條帶和第二條帶的長度方向被壓制。
[0016]優(yōu)選的，所述第一條帶和第二條帶上均設(shè)有剛凸；所述剛凸與所述獨(dú)立彈簧的彈簧部相背設(shè)置；
所述第一條帶和第二條帶的端部均設(shè)有攪混裝置。
[0017]優(yōu)選的，所述第一條帶和/或第二條帶采用鋯合金制成，而所述獨(dú)立彈簧條采用因科鎳制成。
[0018]本發(fā)明還提供一種核燃料組件，包括燃料棒，還包括至少一個(gè)上述任一所述的保持格柵，所述燃料棒插設(shè)在所述保持格柵的柵元中，并由所述保持格柵的獨(dú)立彈簧配合限位。
[0019]實(shí)施本發(fā)明具有以下有益效果:第一條帶、第二條帶以及獨(dú)立彈簧組裝后形成的柵元壁面絕大部分是封閉的，避免了穿過內(nèi)部的冷卻劑橫向流動(dòng)，減小了保持格柵的振動(dòng)，降低了燃料棒微震磨蝕程度；封閉的柵元壁面避免了條帶開孔邊引起的額外的壓力損失。
【附圖說明】
[0020]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種條帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的保持格柵的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2省略部分條帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的獨(dú)立彈簧的一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖；
圖5是本發(fā)明的獨(dú)立彈簧的一個(gè)具體實(shí)施例的正面示意圖；
圖6是本發(fā)明的獨(dú)立彈簧的一個(gè)具體實(shí)施例的俯視示意圖；
圖7是本發(fā)明的保持格柵的第一條帶的正面示意圖；
圖8是本發(fā)明的保持格柵的第二條帶的正面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0022]如圖2、3所示，在本發(fā)明的保持格柵的一個(gè)具體實(shí)施例，可以用于核燃料組件中，包括相互交叉設(shè)置形成多個(gè)柵元11的多個(gè)第一條帶12和第二條帶13、以及獨(dú)立彈簧14。該獨(dú)立彈簧14可以設(shè)置于柵元11中，用于支承燃料棒于保持格柵的柵元11中。當(dāng)然，該核燃料組件至少包括一個(gè)該保持格柵，還包括導(dǎo)管、測量套管、上端接頭、下端接頭等，在此不作贅述。
[0023]其中，第一條帶12、第二條帶13以及獨(dú)立彈簧14組裝后形成的柵元11壁面絕大部分是封閉的，避免了穿過內(nèi)部的冷卻劑橫向流動(dòng)，減小了保持格柵的振動(dòng)，降低了燃料棒微震磨蝕程度；封閉的柵元11壁面避免了條帶開孔邊引起的額外的壓力損失，由于避免了條帶開孔，就單個(gè)結(jié)構(gòu)特征(如單個(gè)彈簧、單個(gè)剛凸)來說，壓力損失減小約50%。
[0024]而且，本發(fā)明采用獨(dú)立彈簧14配合，獨(dú)立彈簧14的厚度不大于第一條帶12、第二條帶13的厚度。當(dāng)采用小于第一條帶12、第二條帶13厚度的獨(dú)立彈簧14時(shí)，可進(jìn)一步減小保持格柵的壓力損失，例如當(dāng)獨(dú)立彈簧14厚度由0.457mm減小至0.425mm時(shí)，獨(dú)立彈簧14本身引起的壓力損失系數(shù)減小約11%。
[0025]如圖4-6所示，是本發(fā)明的獨(dú)立彈簧14的一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖，該獨(dú)立彈簧14包括至少兩個(gè)安裝部、以及連接設(shè)置在相鄰的安裝部之間的彈簧部141。該安裝部大致位于同一平面，而彈簧部141自安裝部所在的平面向外突出，位于柵元11中，形成彈性的支承，進(jìn)而支承設(shè)置在柵元11中的燃料棒。
[0026]在本實(shí)施例中，該安裝部包括至少三個(gè)位于同一高度、平板狀的第一安裝部142，以及設(shè)置在第一安裝部142之間、在高度方向與第一安裝部142錯(cuò)開的至少兩個(gè)第二安裝部143。對應(yīng)的彈簧部141為四個(gè)，連接在第一安裝部142和第二安裝部143之間，分別在X向及Y向波動(dòng)延伸，形成“W”形(如圖5所示。該第一安裝部142、第二安裝部143沿獨(dú)立彈簧14長度方向間隔一個(gè)柵元11的距離設(shè)置，其厚度不大于第一條帶12、第二條帶13的厚度，并且覆蓋獨(dú)立彈簧14的整個(gè)高度，與第一條帶12、第二條帶13裝配后，該第一安裝部142和第二安裝部143被與所在條帶垂直交叉的另一條帶限位，使得獨(dú)立彈簧14在偏離第一條帶12、第二條帶13表面的運(yùn)動(dòng)最小，保證了保持格柵在拉入燃料棒時(shí)獨(dú)立彈簧14不發(fā)生過大的扭轉(zhuǎn)，避免了燃料棒表面的刮傷。
[0027]進(jìn)一步的，最外側(cè)的第一安裝部142為與所在第一條帶12、第二條帶13凹槽邊緣重疊一定長度的平整區(qū)。該平整區(qū)域使得獨(dú)立彈簧14夾持燃料棒時(shí)不會(huì)因?yàn)楠?dú)立彈簧14受到擠壓而發(fā)生無效的獨(dú)立彈簧14相對于燃料棒的整體偏離，從而能夠維持獨(dú)立彈簧14的有效壓縮量和加持力。
[0028]可以理解的，該獨(dú)立彈簧14的第一安裝部142、第二安裝部143的數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，例如:安裝部包括至少兩個(gè)位于同一高度、平板狀的第一安裝部142，以及設(shè)置在第一安裝部142之間、在高度方向與第一安裝部142錯(cuò)開的第二安裝部143 ;對應(yīng)的彈簧部141為兩個(gè)，連接在第一安裝部142和第二安裝部143之間，分別在X向及Y向波動(dòng)延伸，形成“V”形。
[0029]進(jìn)一步的，該第二安裝部143可以為具有平直表面的凸起；在第二安裝部143的豎直方向上開設(shè)有貫穿至第二安裝部143—邊的狹縫144，該狹縫144用于容納與之交叉的條帶，如圖2、3所示。該狹縫144沿獨(dú)立彈簧14長度方向間隔一個(gè)柵元11的距離開設(shè)，其厚度不小于第一條帶12、第二條帶13的厚度，與對應(yīng)的第一條帶12或第二條帶13裝配后，該狹縫144的存在保證了所在柵元11的兩個(gè)彈簧部141中點(diǎn)在同一水平面上，從而保證了所在柵元11燃料棒兩個(gè)垂直方向上彈簧施加的力與力矩的平衡。
[0030]在本實(shí)施例中，該彈簧部141在其寬度方向的中線與狹縫144的中線成一角度，該角度可以在15-75度之間，進(jìn)而獲得夾持燃料棒的不同夾持力。
[0031]如圖7、8所示，該第一條帶12大致為平板狀，在平板狀主體上開設(shè)有貫穿至其