[其他]便于在重新裝配的核燃料組件上更換上管嘴分組件的帶排水孔的上部定位環(huán)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85108899
• 申請日: 1985-12-18
• 公開（公告）號: CN85108899A
• 公開（公告）日: 1986-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 羅伯特·肯尼思·澤特森;約翰·米頓·莎蘭伯格
• 申請（專利權）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: G21C3/04
• 分類號: G21C3/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王申,王憲模

本發(fā)明總的來講涉及核反應堆燃料組件，更具體講，涉及便于將上管咀分組件重新安裝到在水下的燃料組件骨架上的裝置。

在大多數(shù)核反應堆上，堆芯部分由為數(shù)眾多的細長燃料元件或棒組成。這些燃料元件或棒分組裝到骨架中，并由骨架來支承。這就是眾所周知的燃料組件。燃料組件很長，通過橫向布置的上部和下部的堆芯支承板而固定和對中。這些支承板直接或間接地與一支承圍板相連接。此圍板在堆芯的上下兩端之間把整個堆芯包圍起來。在最常見的結構中，堆芯支承圍板的縱軸與安放在下部支承板上的各個燃料組件一樣，都是垂直布置的。

堆芯內(nèi)的溫度在各個不同的時期，如從冷停堆到正常運行狀態(tài)，會有很大變化。而不同材料呈現(xiàn)出不同的熱膨脹特性。所以，一般來講，由于垂直布置的燃料組件的支承結構所用材料不同于堆芯支承圍板所用的材料，因此，這些不同部件的軸向或垂直方向的熱膨脹相當大，尤其在考慮到運行時堆芯內(nèi)存在著的高溫及某些有關零部件的軸向長度時更是如此。由于這些原因，燃料組件通常不固定在上部的和下部的堆芯板上，而是在允許有相對移動的狀態(tài)中受到支承。燃料組件和堆芯支承圍板之間的軸向熱膨脹差值由上部和下部堆芯支承板之間的軸向間距來調(diào)節(jié)。這個軸向間距比燃料組件的軸向長度還要大些，正常情況下在燃料組件頂部與上部堆芯支承板之間保持有一段距離。

再者，在大多數(shù)反應堆中，將液體冷卻劑（比如水）通過下部堆芯支承板上的小孔以及通過各個燃料組件中的燃料棒之間的空間向上導流，以便載出熱能。燃料組件的這種結構形式會使冷卻劑向上流過堆芯區(qū)域時，產(chǎn)生較大的壓降，而且此壓降必定對燃料組件產(chǎn)生一種向上的推力。有些情況下，燃料組件的重量就足以克服在所有的運行工況下的向上的水力提升力。然而，并非常常如此，特別是當冷卻劑密度比較高時比如在反應堆起動時，另外還有當冷卻劑流量增加時。當作用于某一個燃料組件的方向朝上的水力大于該燃料組件的重量時，則作用在燃料組件上的凈合力的方向將是朝上的，并使該組件向上移動直至與上部堆芯板相接觸。燃料組件的這種向上移動如果得不到控制，就會引起燃料組件和燃料棒的損壞，或者引起上部堆芯板的損壞，因而必須避免這種移動。所以，習慣上采用壓緊裝置來防止向上流動的冷卻劑使堆芯內(nèi)的燃料組件朝上移動，防止它與上部堆芯支承板出現(xiàn)損壞性的接觸，然而卻允許燃料組件在長度上有所變化，特別是由于熱膨脹而發(fā)生的變化。

舉例來說，在美國專利No.4，534，933號的說明書中公開了一種燃料組件，其上管嘴分組件裝備有壓緊裝置。該專利中描述的上管嘴分組件基本上包括一塊上部支承板、一塊下部連接板、許多導向套管伸長管它們從上部支承板延伸到上部連接板，并且穿過這些板上的孔。以及繞在伸長管外面的卷簧。這些卷簧通過安裝在伸長管上的定位環(huán)在這些板之間處于壓縮狀態(tài)，同時它們又作為這些板的止動裝置。在連接板以下的部件，每根伸長管上固定安裝了一個卡箍式下部定位環(huán)，以此限止連接板沿著伸長管向下滑動。還有一個上部定位環(huán)，此環(huán)在上部支承板中的孔道內(nèi)與伸長管的上端部相接。該伸長管的凸緣與上部定位環(huán)相互配合以限制支承板沿著伸長管向上移動。上部定位環(huán)同樣也是卡箍或類似空心環(huán)或套環(huán)一類的構件，通過凹槽-凸緣結合的方式，將這些上部定位環(huán)與相應的導向管伸長管相連接。這個凹槽-凸緣結合是由定位環(huán)內(nèi)壁上的環(huán)形槽和相應的導向套管伸長管的與此槽貼緊的管口邊緣組成的。該伸長管的管口通過徑向向外擴口而形成的凸緣與相應的定位環(huán)上的內(nèi)槽互相卡緊。這種脹管結合技術是為眾人所知，并已廣泛應用的工藝。

以上扼要描述的這種類型的上管咀分組件特別適合用于可重新裝配的燃料組件上，亦即把燃料組件設計成能夠在運行若干年卸出后對燃料棒進行檢驗、更換，以及/或者重新組件，然后，在經(jīng)過這樣的重新裝配后重新投入運行。燃料組件的重新裝配包括：將該組件從堆芯卸出，輸送到一個操作間，在此操作間內(nèi)，在導向套管伸長管與上部定位環(huán)的凹槽-凸緣結合處的下方，將該伸長管切斷。然后從燃料組件上將上管咀分組件提出，以便能夠得到燃料棒。在燃料棒經(jīng)過如上所述的操作處理后，將上管咀分組件重新安裝到套管伸長管上，通過一組新的上部定位環(huán)與伸長管的凹槽-凸緣結合而重新與套管伸長管相連接。所有這些操作都是在把需要重新裝配的輻照過的燃料組件放入水下5至10米左右的深處時完成的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的情況說明，在套管伸長管與定位環(huán)間形成凹槽-凸緣結合是有預想不到的困難的。