本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆燃料組件，適用于鉛基反應(yīng)堆，屬于核工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鉛基堆在2002年日本東京召開(kāi)的第四代核反應(yīng)堆國(guó)際研討會(huì)上，被推薦為六種主要第四代核電站概念堆系統(tǒng)之一。目前，第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(Generation IV International Forum,GIF)權(quán)威評(píng)估報(bào)告中提出鉛基堆有望成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范和商業(yè)應(yīng)用的第四代核能系統(tǒng)，國(guó)際上俄羅斯、歐盟、美國(guó)、日本、韓國(guó)、中國(guó)等均將鉛基堆作為主要研究對(duì)象之一重點(diǎn)發(fā)展。

在鉛基堆中，燃料組件處于極端復(fù)雜(如高溫、腐蝕、輻照、流致振動(dòng)等)的工況環(huán)境，還必須充分保證結(jié)構(gòu)的完整性和有效導(dǎo)出裂變熱，特別是鉛合金冷卻劑對(duì)包殼材料的腐蝕、鉛合金冷卻劑高密度帶來(lái)的巨大浮力、堆芯的硬中子能譜和普遍的長(zhǎng)換料周期設(shè)計(jì)，使得鉛基堆區(qū)別于傳統(tǒng)快堆，在燃料組件材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要特別考慮和關(guān)注，尤其是燃料組件在高密度液態(tài)鉛合金冷卻劑中固定的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在高密度冷卻劑中易于固定，拆卸也方便快捷的反應(yīng)堆燃料組件。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種反應(yīng)堆燃料組件，包括燃料元件以及用于固定燃料元件的收納機(jī)構(gòu)，還包括用于可拆卸固定所述收納機(jī)構(gòu)的鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括長(zhǎng)桿、長(zhǎng)桿套筒、抓具、長(zhǎng)桿支座以及連接桿；

所述抓具上開(kāi)有供所述長(zhǎng)桿穿過(guò)的貫穿孔，且所述抓具固定在所述長(zhǎng)桿套筒的一端，所述長(zhǎng)桿的一端依次穿過(guò)所述長(zhǎng)桿套筒和所述抓具與所述長(zhǎng)桿支座連接，所述抓具的面向所述長(zhǎng)桿支座的一面開(kāi)有至少一個(gè)銷孔，所述長(zhǎng)桿支座的面向所述抓具的一面設(shè)有與所述銷孔數(shù)量、位置相應(yīng)的銷，所述連接桿的一端與所述收納機(jī)構(gòu)連接、另一端與所述長(zhǎng)桿連接。

進(jìn)一步地，所述抓具和所述長(zhǎng)桿支座均為非圓截面的柱體。

進(jìn)一步地，所述抓具和所述長(zhǎng)桿支座均為正三棱柱楔塊。

進(jìn)一步地，所述長(zhǎng)桿支座的遠(yuǎn)離所述抓具的一面設(shè)有引導(dǎo)件。

進(jìn)一步地，所述銷孔的數(shù)量為3個(gè)，并呈正三角對(duì)稱分布。

進(jìn)一步地，所述收納機(jī)構(gòu)包括外套管以及分別連接在所述外套管的兩端的操作頭和下管座。

進(jìn)一步地，所述連接桿的一端依次穿過(guò)所述下管座和外套管與所述操作頭連接。

進(jìn)一步地，所述下管座的外側(cè)設(shè)有管腳，所述連接桿也穿過(guò)所述管腳。

進(jìn)一步地，所述外套管內(nèi)還設(shè)有格架，用于定位所述燃料元件，所述連接桿也穿過(guò)所述格架。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明通過(guò)專用的鎖緊機(jī)構(gòu)，安裝本發(fā)明燃料組件時(shí)，燃料組件插入堆芯下柵板后，組件裝卸設(shè)備通過(guò)旋轉(zhuǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)桿套筒帶動(dòng)抓具旋轉(zhuǎn)，使抓具與下柵板連接，在抓具旋轉(zhuǎn)后，與長(zhǎng)桿支座連接的3個(gè)圓柱銷恰好對(duì)準(zhǔn)抓具下端面的3個(gè)圓柱銷孔，由于受到鉛合金冷卻劑浮力影響，長(zhǎng)桿支座和圓柱銷上浮后與抓具連接，使抓具無(wú)法回旋，完成燃料組件在堆芯的固定，解決了燃料組件在高密度冷卻劑中固定的問(wèn)題，使燃料組件在正常和預(yù)計(jì)運(yùn)行工況下可以固定在堆芯指定位置，而且拆卸時(shí)也非常容易操作，方便快捷，具有高密度、容易固定等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明收納機(jī)構(gòu)與連接桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明收納機(jī)構(gòu)的橫截面示意圖。

圖3是本發(fā)明鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中各部件的標(biāo)記為：1燃料元件、2操作頭、3外套管、4下管座、5管腳、6連接桿、7格架、8長(zhǎng)桿、9長(zhǎng)桿套筒、10抓具、11長(zhǎng)桿支座、12銷、13銷孔、14引導(dǎo)件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

參見(jiàn)圖1、圖2和圖3。

本發(fā)明反應(yīng)堆燃料組件，包括燃料元件1、用于固定燃料元件1的收納機(jī)構(gòu)，以及用于可拆卸固定所述收納機(jī)構(gòu)的鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括長(zhǎng)桿8、長(zhǎng)桿套筒9、抓具10、長(zhǎng)桿支座11以及連接桿6；

所述收納機(jī)構(gòu)包括外套管3以及分別連接在所述外套管3的兩端的操作頭2和下管座4，所述下管座4的外側(cè)設(shè)有管腳5，用做冷卻劑入口，所述外套管3內(nèi)還設(shè)有格架7，用于定位所述燃料元件1；本發(fā)明中，把上管座和操作頭2視為了一體化的部件，因此省去了上管座；且連接桿與操作頭、下管座和管腳有連接，其中至少一處為固定連接。

長(zhǎng)桿8為細(xì)圓柱棒；長(zhǎng)桿支座11為正三棱柱楔塊，長(zhǎng)桿支座11的上端面與長(zhǎng)桿8的下端面固定連接并保持同軸，長(zhǎng)桿支座11的上端面3條棱邊中心附近分別固定連接3個(gè)圓柱銷12，長(zhǎng)桿支座11的的下端面和一引導(dǎo)件14固定連接；長(zhǎng)桿8有同軸的長(zhǎng)桿套筒9和抓具10，抓具10為中心有貫穿孔的正三棱柱楔塊，長(zhǎng)桿8穿過(guò)長(zhǎng)桿套筒9、抓具10中心貫穿孔與長(zhǎng)桿支座11連接，抓具10的上端面與長(zhǎng)桿套筒9的下端面固定連接并保持同軸，抓具10的下端面鉆有正三角型分布的3個(gè)圓柱銷孔13，圓柱銷孔13直徑略大于圓柱銷12直徑，抓具10的下端面通過(guò)3個(gè)圓柱銷孔13與3個(gè)圓柱銷連接。

按照上述說(shuō)明設(shè)計(jì)研制的燃料組件，安裝和拆卸的操作步驟如下：

(1)安裝

組件換料機(jī)構(gòu)通過(guò)連接燃料組件操作頭，控制燃料組件向堆芯下柵板插入；在連接桿下端鎖緊機(jī)構(gòu)長(zhǎng)桿支座的引導(dǎo)件作用下，燃料組件順利插入下柵板孔；組件換料機(jī)構(gòu)通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接桿鎖緊機(jī)構(gòu)的空心圓柱長(zhǎng)桿套筒60°，帶動(dòng)抓具旋轉(zhuǎn)60°，使抓具與下柵板下端面連接；與長(zhǎng)桿支座連接的3個(gè)圓柱銷此時(shí)恰好對(duì)準(zhǔn)抓具下端面的3個(gè)圓柱孔，在鉛合金冷卻劑浮力作用下，長(zhǎng)桿支座上浮后與抓具連接，同時(shí)3個(gè)圓柱銷與3個(gè)圓柱孔連接；完成燃料組件在堆芯下柵板的固定。

下柵板可以是簡(jiǎn)單厚金屬板結(jié)構(gòu)，厚金屬板上開(kāi)了一個(gè)三角形孔，抓具的橫截面的三角形邊長(zhǎng)略小于厚金屬板上的三角形孔，抓具向下運(yùn)動(dòng)，使有貫穿孔的正三棱柱楔塊位于厚金屬板下方后，楔塊旋轉(zhuǎn)60°，此時(shí)正三棱柱楔塊的三個(gè)角會(huì)被厚金屬板擋住，即使浮力大于重力，抓具也無(wú)法浮起。這里抓具與厚金屬板下端面的連接非固定連接關(guān)系，而是指接觸關(guān)系。

(2)拆卸

組件換料機(jī)構(gòu)通過(guò)連接燃料組件操作頭，控制連接桿下端長(zhǎng)桿支座克服浮力作用向下運(yùn)動(dòng)，直至3個(gè)圓柱銷與3個(gè)圓柱孔斷開(kāi)連接；組件換料機(jī)構(gòu)通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接桿鎖緊機(jī)構(gòu)的空心圓柱長(zhǎng)桿套筒60°，使抓具與下柵板下端面斷開(kāi)連接；組件換料機(jī)構(gòu)通過(guò)提升燃料組件，使燃料組件離開(kāi)堆芯下柵板孔，并逐步提升至離開(kāi)堆芯。

本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。

以上所述，僅為本發(fā)明部分具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。