專利名稱:具有傾斜攪混葉片的定位格架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及核電站壓水堆燃料組件設計領域，具體涉及一種燃料組件定位格架。
背景技術：
核電站壓水堆燃料組件由若干燃料棒、導向管和定位格架及上下管座組成。定位格架的基本功能是夾持定位燃料棒，以保持相鄰燃料棒之間及燃料棒與導向管之間合適的間距。在反應堆內(nèi)裂變物質(zhì)裂變產(chǎn)生的熱能傳遞到燃料棒包殼外表面，以傳熱的方式傳遞給冷卻劑，被帶出堆外。隨著熱流密度增加，當燃料棒包殼外表面出現(xiàn)一層蒸汽膜時，傳熱迅速惡化而可能出現(xiàn)包殼燒毀，這時的熱流密度即所謂的臨界熱流密度。在燃料組件中，定位格架的另一個重要功能則是通過其上的攪混葉片對流過燃料組件的冷卻劑進行強制攪混，加強燃料棒的放熱，以提高組件的臨界熱流密度。在核反應堆燃料組件中，常見的強制攪混技術是使子通道流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用和子通道間流體產(chǎn)生橫流。使各子通道間的流體焓升趨向均勻。
現(xiàn)有核電站壓水堆燃料組件定位格架設計中，常見的撕開式攪混葉片只能起到橫向攪混的作用，使子通道間流體的焓升趨向均勻，但不能使冷卻劑產(chǎn)生圍繞燃料棒的旋轉(zhuǎn)流動。
常見的定位格架攪混葉片的形式為撕開式攪混葉片，單個或成對地成型在格架條帶的頂邊上，攪混葉片沿條帶的頂邊分別向相反的方向彎折，深入到相鄰的兩個燃料棒柵元中。該類攪混葉片一般只使冷卻劑產(chǎn)生橫向流動。韓國專利98-3133發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)式攪混葉片，在條帶的交叉點位置(子通道的中心點)布置了 4片葉片，使冷卻劑產(chǎn)生圍繞燃料棒的旋轉(zhuǎn)流動。但為了避免與燃料棒接觸，葉片的尺寸及彎折角度都受到限制，因此難于產(chǎn)生較強烈的旋轉(zhuǎn)流動。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能使冷卻劑產(chǎn)生橫向流動的同時，產(chǎn)生圍繞燃料棒的較強烈旋轉(zhuǎn)流動，從而提高傳熱效率的具有傾斜攪混葉片的定位格架。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種具有傾斜攪混葉片的定位格架，它由多個柵元呈方形矩陣形式布置而成，柵元是由多個內(nèi)條帶正交插入形成的一個個正方形，內(nèi)條帶分為上下兩組，一組在內(nèi)條帶下方開裝配槽，另一組在內(nèi)條帶上方開裝配槽，2組條帶裝配槽互相正交插配并固定，外條帶將柵元包圍，從而構成整個格架。內(nèi)條帶頂部布置有攪混葉片，其中攪混葉片為撕裂式，攪混葉片靠近燃料棒一側(cè)的邊緣曲線呈橢圓弧狀，攪混葉片彎折向燃料棒且攪混葉片的橢圓弧形邊緣曲線與燃料棒外緣間呈等距離配置；攪混葉片按其根部的一條與條帶頂邊成一定角度的彎折線彎折；攪混葉片根部呈三角形。。
在上述的具有傾斜攪混葉片的定位格架中，攪混葉片的根部彎折線與內(nèi)條帶頂邊夾角范圍為0°到20°。
在上述的具有傾斜攪混葉片的定位格架中，攪混葉片的彎折部分相對于整個格架水平面的彎折角度范圍為20°到40°。
本發(fā)明的顯著效果在于攪混葉片按其根部的一條與內(nèi)條帶頂邊成一定角度的彎折線彎折，使流過格架的流體能同時產(chǎn)生圍繞燃料棒的較強烈的旋轉(zhuǎn)流動和子通道間的橫向流動，這種旋轉(zhuǎn)流動使溫度高、質(zhì)量較輕的液體由于離心力作用處于子通道外圍，溫度低、質(zhì)量較重的流體處于燃料棒表面周圍，因而起到加強換熱的作用，同時，橫向流動使子通道間流體質(zhì)量攪混，促使子通道間焓升趨于均勻；攪混葉片靠近燃料棒一側(cè)的邊緣曲線呈橢圓弧狀，使攪混葉片的橢圓弧形邊緣曲線與燃料棒外緣間呈等距離配置，因此避免了碰撞燃料棒包殼。
圖1為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架在核反應堆燃料組件的安裝示意圖；
圖加為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架結構示意圖；
圖2b為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架結構俯視圖；
圖3為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架的攪混葉片彎折示意圖；
圖4為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架的攪混葉片邊緣形狀示意圖；
圖5為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架中的裝配槽在上部的內(nèi)條帶示意圖；
圖6為本發(fā)明提供的具有傾斜攪混葉片的定位格架中的裝配槽在下部的內(nèi)條帶示意圖；
圖中1.定位格架；2.內(nèi)條帶；3.燃料棒柵元；4.攪混葉片中間開槽；5.焊接孔；6.彎折線；7.攪混葉片弧形部分；8.橢圓；9.內(nèi)條帶上部裝配槽；10.內(nèi)條帶下部裝配槽；11.攪混葉片；12.外條帶；13.上管座；14.下管座；15.燃料組件。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明提出的裝置作詳細說明。
在反應堆中，定位格架1在燃料組件15中的分布如圖1所示，上管座13和下管座14分別位于燃料組件15的端部，橫向固定燃料組件15。
如圖2所示，具有傾斜攪混葉片的定位格架1位于上下管座之間，沿燃料棒軸向間隔布置，將燃料棒夾持定位在燃料棒柵元3內(nèi)，用來攪混冷卻劑，提高燃料棒的熱工性能，定位格架1由多個燃料棒柵元3呈方形矩陣形式布置而成，燃料棒柵元3是由多個內(nèi)條帶2正交插入形成的一個個正方形，內(nèi)條帶2分為上下兩組，一組在內(nèi)條帶2下方開裝配槽10，另一組在內(nèi)條帶2上方開裝配槽9，2組內(nèi)條帶裝配槽9互相正交插配，并在交叉位置的上下兩處實施焊接固定，形成方形燃料棒柵元3。內(nèi)條帶2頂邊上布置有攪混葉片11，攪混葉片11或者成對布置也可單獨布置。外條帶12將燃料棒柵元3包圍，從而構成整個格架。
攪混葉片11為撕裂式，攪混葉片11靠近燃料棒一側(cè)的邊緣曲線7呈橢圓弧狀，即攪混葉片11靠近燃料棒一側(cè)的曲線形狀設計為橢圓形8，攪混葉片11彎折向燃料棒之后，可以使攪混葉片11的橢圓弧形邊緣曲線7與燃料棒外緣間呈等距離配置，從而方便燃料棒組裝，并有效避免因流致振動可能導致的攪混葉片11與燃料包殼之間的接觸磨擦，避免造成包殼破損。
攪混葉片11按其根部的一條與內(nèi)條帶2頂邊成0°、10°或者20°的彎折線6彎折，傾斜式攪混葉片11分別彎折向不同的方向。當呈0°角時，冷卻劑在攪混葉片11的作用下，產(chǎn)生垂直于燃料棒軸向的橫向流動；當呈10°和20°角時，彎折后的攪混葉片11的頂邊不垂直于燃料棒的軸線，所以沿燃料棒軸向流動的冷卻劑在攪混葉片11的作用下，不僅產(chǎn)生了垂直于燃料棒軸向的橫向流動，同時使冷卻劑產(chǎn)生圍繞燃料棒的旋轉(zhuǎn)流動。攪混葉片11的彎折部分相對于整個定位格架水平面的彎折角度可以是20°、30°或者40°。
如圖3和圖4所示，攪混葉片11根部呈三角形，使攪混葉片11在根部形成一個焊接孔5。在攪混葉片11的根部，存在一個三角形的區(qū)域，攪混葉片11彎折時，沿一條與內(nèi)條帶2頂邊成一定角度的彎折線6彎折。在兩個相鄰攪混葉片之間的空隙形成攪混葉片中間開槽4，這樣的結構方便了內(nèi)條帶2的正交插入。在攪混葉片11根部形成焊接孔5，方便了2組內(nèi)條帶2插配后在交叉點位置實施焊接操作。
權利要求
1.一種具有傾斜攪混葉片的定位格架，它由多個燃料棒柵元C3)呈方形矩陣形式布置而成，燃料棒柵元C3)是由多個內(nèi)條帶( 正交插入形成的一個個正方形，內(nèi)條帶( 分為上下兩組，一組在內(nèi)條帶( 下方開裝配槽(10)，另一組在內(nèi)條帶( 上方開裝配槽(9)，2 組內(nèi)條帶裝配槽(9)互相正交插配并固定，外條帶(1 將燃料棒柵元C3)包圍，從而構成整個格架，內(nèi)條帶( 頂部布置有攪混葉片(11)，其特征在于攪混葉片(11)為撕裂式，攪混葉片(11)靠近燃料棒一側(cè)的邊緣曲線(7)呈橢圓弧狀，攪混葉片(11)彎折向燃料棒且攪混葉片(11)的橢圓弧形邊緣曲線(7)與燃料棒外緣間呈等距離配置；攪混葉片(11)按其根部的一條與內(nèi)條帶( 頂邊成一定角度的彎折線(6)彎折。
2.如權利要求
1所述的一種具有傾斜攪混葉片的定位格架，其特征在于攪混葉片 (11)的根部彎折線(6)與內(nèi)條帶(2)頂邊夾角范圍為0°到20°。
3.如權利要求
1或2所述的一種具有傾斜攪混葉片的定位格架，其特征在于攪混葉片(11)的彎折部分相對于整個格架水平面的彎折角度范圍為20°到40°。
專利摘要
本發(fā)明屬于核電站壓水堆燃料組件設計領域，具體公開了一種具有傾斜攪混葉片的定位格架。攪混葉片按其根部的一條與內(nèi)條帶頂邊成一定角度的彎折線彎折，使流過格架的流體能同時產(chǎn)生圍繞燃料棒的較強烈的旋轉(zhuǎn)流動和子通道間的橫向流動，這種旋轉(zhuǎn)流動使溫度高、質(zhì)量較輕的液體由于離心力作用處于子通道外圍，溫度低、質(zhì)量較重的流體處于燃料棒表面周圍，因而起到加強換熱的作用，同時，橫向流動使子通道間流體質(zhì)量攪混，促使子通道間焓升趨于均勻；攪混葉片靠近燃料棒一側(cè)的邊緣曲線呈橢圓弧狀，使攪混葉片的橢圓弧形邊緣曲線與燃料棒外緣間呈等距離配置，因此避免了碰撞燃料棒包殼。
文檔編號G21C3/352GKCN101752015SQ200810184525
公開日2012年7月11日 申請日期2008年12月3日
發(fā)明者任啟森, 劉彤, 呂華權, 姚溥, 張世權, 張鳳林, 肖忠, 胡海翔, 陳平, 雷濤 申請人:中國核動力研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan