CN109603253A - 燃料组件、管座及其过滤装置 - Google Patents

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苏文
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Abstract

本发明涉及燃料组件、管座及其过滤装置，该过滤装置包括分开且依次并排设置的若干单元板、以及在相邻设置的两个所述单元板之间贯通设置的供流体流过的流体通道；每个所述单元板包括单元板主体、以及在所述单元板主体上且在竖直方向上分开设置的至少两组过滤组件；每组所述过滤组件包括在所述单元板主体一侧设置且朝所述流体通道凸起设置的过滤部。本发明的过滤装置通过在在单元板主体上且在竖直方向设置至少两组过滤组件的过滤部，能够使流体通道偏折，从而充分过滤流体中的异物以及降低流体压降。该管座和该燃料组件，其通过设置本发明的过滤装置，其可以降低冷却剂的压降，提高防异物性能，对冷却剂进行有效充分的过滤。

Description

燃料组件、管座及其过滤装置
技术领域
本发明涉及核反应堆技术领域，更具体地说，涉及燃料组件、管座及其过滤装置。
背景技术
燃料组件一般由上管座、下管座、结构格架(含端部格架、搅混格架)、跨间搅混格架、燃料棒、导向管等零部件构成。燃料组件位于反应堆的堆芯上下板之间，冷却剂通过堆芯板预留的板孔，流经燃料棒，带走反应热。而下管座是燃料组件的重要组成部件，它可以分配冷却剂流入燃料组件，并能承受运行、吊装和事故下的载荷，防止冷却剂中的异物进入堆芯。还能通过与下堆芯板上的定位销配合使燃料组件在堆内横向定位。另外，为了降低燃料组件的整体压降，下管座自身压降要尽量小。
在现有发明专利《CN201310239364一种具有过滤异物功能的下管座》的下管座设计中，其过滤装置的单元板上设有一层过滤部；这一层过滤部由若干凸起方向一致凸起件组成，相邻凸起件之间为直线段连接。虽然，过滤装置中会形成C形的流道，具有良好的防异物效果和降低压降的能力，但平行排布的凸起件与凸起件之间的直线段对应的流道，容易供细长异物通过，因此现有的下管座防异物性能存在待进一步优化空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种有效过滤异物、降低压降的过滤装置；进一步提供一种改进的管座和燃料组件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种过滤装置，包括分开且依次并排设置的若干单元板、以及在相邻设置的两个所述单元板之间贯通设置的供流体流过的流体通道；
每个所述单元板包括单元板主体、以及在所述单元板主体上且在竖直方向上分开设置的至少两组过滤组件；每组所述过滤组件包括在所述单元板主体一侧设置且朝所述流体通道凸起设置的过滤部。
优选地，所述流体通道包括直段流体入口、直段流体出口以及设置在所述直段流体入口以及直段流体出口之间的至少一段弯折通道；所述弯折通道为相邻设置的两个所述单元板的所述过滤部之间的空间。
优选地，所述过滤部的纵向截面形状包括波浪形或者C形。
优选地，所述过滤部包括设置在所述单元板主体一侧朝所述流体通道凸起的至少一凸起件。
优选地，所述至少一凸起件包括沿所述单元板主体长度方向分开且并排设置的若干凸起件；
竖直方向上相邻且并排设置的两组过滤组件的凸起件分别错开设置。
优选地，所述至少一个凸起件包括一个凸起件；所述凸起件的形状包括条状，且所述凸起件沿所述单元板主体的长度方向设置。
优选地，所述凸起件的表面包括弧面。
优选地，位于同一所述单元板主体上且相邻设置的两组所述过滤组件的所述过滤部均朝同一流体通道凸起设置；
或者，位于同一所述单元板主体上且相邻设置的两组所述过滤组件的所述过滤部凸起方向相反设置。
本发明还构造一种管座，其特征在于包括中空的壳体以及设置在所述壳体中的本发明所述的过滤装置；所述过滤装置的若干单元板分开且并排设置在所述壳体中。
优选地，所述管座还包括若干第一条板和若干第二条板；所述若干第一条板和该若干第二条板交叉设置在所述壳体的两端，且与所述若干单元板连接。
优选地，所述单元板的两侧分别设有供所述第一条板卡入固定的第一卡槽；所述第二条板上设有供该第一条板卡入固定的第二卡槽。
优选地，所述管座还包括设置在所述过滤装置中，与所述单元板主体连接以供燃料组件的导向管连接的导向管支撑座。
本发明还构造一种燃料组件，包括导向管、设置在所述导向管中的燃料棒、套设在所述导向管***定位所述导向管的若干分开且并排设置格架、设所述导向管两端以连接所述导向管的第一管座和第二管座；
所述第一管座和/或所述第二管座包括本发明所述的过滤装置。
实施本发明的燃料组件、管座及其过滤装置，具有以下有益效果：该过滤装置通过在单元板主体上且在竖直方向上分开设置至少两组过滤组件，该过滤组件通过在单元主体一侧设置朝流体通道凸起的过滤部，从而使得流体通道在直段流体入口和直段流体出口之间存在至少一端弯折通道，进而起到将异物充分过滤，降低压降的作用。另外，该凸起设置的过滤部可以阻挡异物通过，其可以起到增强过滤效果的作用。
该管座，其通过设置本发明的过滤装置，其可以对流入或流出燃料组件的冷却剂进行分配，降低冷却剂的压降，提高防异物性能，对冷却剂进行有效充分的过滤。
该燃料组件，通过在下管座和/或上管座设置本发明的过滤装置，其可以对流入或者流出燃料组件的冷却剂进行分配，降低冷却剂的压降，提高防异物性能，对冷却剂进行有效充分的过滤。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明过滤装置的第一实施例单元板的结构示意图；
图2是本发明过滤装置的第一实施例中两个单元板并排设置的状态示意图；
图3是本发明管座第一实施例的结构示意图；
图4是本发明管座第一实施例的剖视图；
图5是本发明管座第一实施例的另一角度的剖视图；
图6是图5本发明管座第一实施例的局部放大示意图；
图7是本发明过滤装置第二实施例的局部示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1至图6示出了本发明过滤装置的第一实施例。该过滤装置可设置在管座中，该管座可以为上管座或者下管座，在本实施例中，优选地，该管座为下管座。该管座包括壳体11以及本发明的过滤装置，该壳体11为中空结构，该过滤装置设置在该壳体11中。本发明的过滤装置能够使流体通道偏折，将流体中的异物充分过滤，并降低流体压降。本实施例中的流体包括冷却剂。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该流体不限于冷却剂。
如图1至图4所示，该过滤装置包括若干单元板12；该若干单元板12可以包括多数个单元板12，这些单元板12分开且依次并排设置，相邻设置的两个单元板12之间形成贯通设置的流体通道13，该流体通道13可供流体通过，并且该流体通道13可作为过滤流体异物的过滤空间。
进一步地，每个单元板12包括单元板主体121以及至少两组过滤组件；该单元板主体121可用于安装该过滤组件；该至少两组过滤组件在该单元板主体121上且沿该单元板主体的竖直方向分开设置，其可用于过滤流经该流体通道13的流体中的异物。在本实施例中，该至少两组过滤组件包括两组过滤组件，这两组过滤组件平行设置，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该过滤组件的数量不限，其可以为多数组，该过滤组件的数量越多，过滤效果越好。
具体地，该单元板主体121为长方形板状，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该单元板主体121的形状不限于长方形板状。该单元板主体121可以采用金属板材制成，该金属板材的材料可以选用不锈钢、奥氏体镍铬合金、因科镍、或者其他合适的金属。在本实施例中，相邻设置的两个单元板主体121平行设置，且相邻设置的两个单元板主体121之间的间隙形成了该流体通道13；该间隙的大小可根据实际需要分流的流量进行调节。多个单元板主体121并排设置，形成菱形、方形、圆形、椭圆形或其他形状的过滤装置，同时形成多条供流体流入的通道，进而达到分流、防止产生不必要的涡流，降低压降的作用。在本实施例中，每个单元板主体121的形状以及尺寸相当，从而形成了方形的过滤装置。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，每个单元板主体121的形状以及尺寸不限。
在本实施例中，该过滤组件可以与该单元板主体121一体成型设置，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该过滤组件可以与该单元板主体121可拆卸连接。该单元板主体121上可设有供该过滤组件卡入的卡位，该过滤组件可以卡入该卡位中，以实现与该单元板主体121可拆卸连接。每组过滤组件包括过滤部；该过滤部设置在该单元板主体121一侧，且朝该流体通道13凸起设置，其纵向截面形状可以为波浪形或者C形，在本实施例中，优选地，其为C形，该过滤部凸起的高度小于相邻设置的两个单元板主体121之间的间隙，以便于留设空间供流体流过。在本实施例中，该过滤部可以阻挡流体中大型异物，且可使得流体通道13偏折设置，从而起到增强过滤效果的作用。
在本实施例中，当多数个单元板主体121并排设置时，位于同一单元板主体121上且相邻设置的两组过滤组件上的过滤部朝同一流体通道13凸起设置，从而使得相邻设置的两个单元板主体121上的过滤部122一一对应设置，使得流体通道13形成截面为波浪形的通道。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，位于同一单元板主体121上相邻设置的两组过滤组件的过滤部凸起方向也可以相反设置。
具体地，该过滤部包括至少一凸起件122，该至少一凸起件122设置在该单元板主体121一侧朝该流体通道13凸起设置，其与该单元板主体121一体成型设置，其可在该单元板主体121的表面注塑成型，在本实施例中，其可在该单元板主体121上冲压形成，其表面可以为弧面，以便于减小与异物之间的摩擦或者碰撞，避免异物附在该凸起件122上。该单元板主体121相背该凸起件122的一侧相对应形成深度与凸起高度相适配的凹槽。相邻设置的两个单元板主体121上的凸起件122一一对应设置，每个凸起件122与其相邻设置的单元板主体121上对应设置的凸起件122相背一侧的凹槽相对设置，从而保证了该流体通道13的宽度的一致性，进而避免减小该流体通道13的流量。
在本实施例中，该至少一凸起件122包括若干凸起件122；该若干凸起件122沿该单元板主体121长度方向分开且并排设置，在该单元板主体121竖直方向上相邻且并排设置的两组过滤组件的凸起件122分别错开设置，从而使得该流体通道13形成至少一段弯折通道133，进而使得流体从该流体通道13流入，必须经过至少一组过滤组件的凸起件122，进而避免细长的异物从沿长度方向相邻设置的两个凸起件122之间的间隙通过，从而增强了过滤效果。
当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该至少一个凸起件122可以只包括一个凸起件122；该凸起件122的形状可以为长条状，且该凸起件122沿该单元板主体121的长度方向设置，从而使得，该流体通道13形状至少两段弯折通道133，进而起到增强过滤效果的作用。
如图5及图6所示，在本实施例中，该流体通道13包括直段流体入口131、直段流体出口132以及至少一段弯折通道133；该直段流体入口131和该直段流体出口132分别设置在该流体通道13的两端，该至少一段弯折通道133设置在该直段流体入口131和该直段流体出口132之间。
具体地，该直段流体入口131设置在Ⅰ区，其可供流体流入，其可以为长方体状，从而保证了流入流体通道13的流体流量。该直段流体出口132设置在Ⅲ区，其可供流体流出；其可以为长方体状，其采用直流道设计，可以避免下游流体的紊流。该直段流体入口131和该直段流体出口132可以控制该流体的流向，避免产生涡流，从而减少压力损失。在本实施例中，该直段流体入口131和该直段流体出口132的尺寸相当，从而使得流入该流体通道单位时间内的流量与流出该流体通道单位时间内的流量相当。
该至少一段弯折通道133设置在Ⅱ区，在本实施例中，该至少一段弯折通道133可以包括一段或者两段弯折通道，该弯折通道的数量与该同一竖直方向上位于同一直线上凸起件的数量相适配。通过使得形成该弯折通道133，其可以过滤流体中的异物，夹持和留存在燃料组件下管座中的异物，使得一回路冷却剂的异物总量大幅度降低。
图7示出了本发明过滤装置的第二实施例，其与该第一实施例的区别在于，当多数个单元板主体121并排设置时，位于同一单元板主体121上相邻设置的两组过滤组件的过滤部凸起方向也可以相反设置。将该过滤装置安装在管座的壳体11中时，需要将该过滤装置最外侧的单元板靠近该壳体11的内侧壁设置，以避免直段流体入口131附近的弯折通道宽度过大。
图1至图6还示出了本发明管座的一个优选实施例。该管座为下管座，可用于安装导向管、燃料棒等部件，其包括壳体11以及过滤装置；该壳体11为中空结构，其可用于安装该过滤装置，该过滤装置设置在该壳体11中，其可用于防止异物从该管座流入燃料组件中。
进一步地，如图3至5所示，该壳体11可以采用金属材质制成，该金属材质可以为不锈钢、铝合金、奥氏体镍铬合金或者其他合适的金属。该壳体11的内侧形成供该过滤装置安装的空腔，该空腔可以为长方体状、正方体状或者圆柱状。在本实施例中，优选地，该空腔为正方体状。该空腔的宽度与该过滤装置的单元板12的长度相适配。在本实施例中，该过滤装置的若干单元板12分开且并排设置在该壳体11中。具体地，该若干单元板12分开且并排设置形成与该空腔形状以及尺寸相适配的过滤结构，每个单元板12的两端分别与该壳体11的内侧壁连接。该壳体11的底部还设有若干支撑腿，该若干支撑腿分别设置在该壳体11的底部，以支撑该管座。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该支撑腿可以省去。
在本实施例中，该管座还包括若干第一条板14和若干第二条板15；该若干第一条板14和该若干第二条板15交叉设置在该壳体11的两端，且与该若干单元板12连接。
具体地，该若干第一条板14包括分开并排设置的多数个条板，该若干第二条板15包括分开且并排设置的多数个条板；该若干第二条板15分开并排设置在该若干第一条板14上，该该第二条板15上设有与该第一条板14相互卡接的第二卡槽，该第二卡槽的数量与该第一条板14的数量相适配。每一条第二条板15均与所有的第一条板14垂直设置并与所有的第一条板卡接，从而形成网状结构。该单元板12的两侧分别设有供该第一条板14卡入固定的第一卡槽，该每一单元板12上第一卡槽的数量与该第一条板14的数量相适配。该若干第一条板14卡入该第一卡槽中，其用于固定该过滤装置，其还可以将该直流段入口131和该直流段出口132分隔为多个入口和多个出口，从而可以防止大型异物从该直流段入口131进入，起到增强过滤效果的作用。
在本实施例中，该管座还包括导向管支撑座16；该导向管支撑座16设置在该过滤装置中，且与该单元板主体121连接，在本实施例中，其贯穿该壳体11设置，其两端还与该第一条板14和第二条板15连接，该导向管支撑座16，可以用于供燃料组件的导向管连接。该导向管支撑座16可以为圆柱状，其可通过加工出相应的圆孔，该圆孔可以与该导向管焊接
本实施例的燃料组件，包括导向管、燃料棒、格架、第一管座和第二管座；该导向管的数量可以为多个，该燃料棒可以设置在该导向管中，且与该导向管一一对应设置。该格架的数量不限，可以包括沿导向管轴向并排设置的若干格架。该格架可套设在该导向管***，其可用于定位导向管。该第一管座和该第二管座设置在该导线管两端，其可用于连接该导向管。该第一管座可以为下管座，该第二管座可以为上管座，在本实施例中，该第一管座中设有本发明的过滤装置。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该第二管座也可以设置本发明的过滤装置。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种过滤装置，其特征在于，包括分开且依次并排设置的若干单元板(12)、以及在相邻设置的两个所述单元板(12)之间贯通设置的供流体流过的流体通道(13)；
每个所述单元板(12)包括单元板主体(121)、以及在所述单元板主体(121)上且在竖直方向上分开设置的至少两组过滤组件；每组所述过滤组件包括在所述单元板主体(121)一侧设置且朝所述流体通道(13)凸起设置的过滤部。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述流体通道(13)包括直段流体入口(131)、直段流体出口(132)以及设置在所述直段流体入口(131)以及直段流体出口(132)之间的至少一段弯折通道(133)；所述弯折通道(133)为相邻设置的两个所述单元板(12)的所述过滤部之间的空间。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤部的纵向截面形状包括波浪形或者C形。
4.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤部包括设置在所述单元板主体(121)一侧朝所述流体通道(13)凸起的至少一凸起件(122)。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述至少一凸起件(122)包括沿所述单元板主体(121)长度方向分开且并排设置的若干凸起件(122)；
竖直方向上相邻且并排设置的两组过滤组件的凸起件(122)分别错开设置。
6.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述至少一个凸起件(122)包括一个凸起件(122)；所述凸起件(122)的形状包括条状，且所述凸起件(122)沿所述单元板主体(121)的长度方向设置。
7.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述凸起件(122)的表面包括弧面。
8.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，位于同一所述单元板主体(121)上且相邻设置的两组所述过滤组件的所述过滤部均朝同一流体通道(13)凸起设置；
或者，位于同一所述单元板主体(121)上且相邻设置的两组所述过滤组件的所述过滤部凸起方向相反设置。
9.一种管座，其特征在于包括中空的壳体(11)以及设置在所述壳体(11)中的权利要求1至8任一项所述的过滤装置；所述过滤装置的若干单元板(12)分开且并排设置在所述壳体(11)中。
10.根据权利要求9所述的管座，其特征在于，所述管座还包括若干第一条板(14)和若干第二条板(15)；所述若干第一条板(14)和若干第二条板(15)交叉设置在所述壳体(11)的两端，且与所述若干单元板(12)连接。
11.根据权利要求10所述的管座，其特征在于，所述单元板(12)的两侧分别设有供所述第一条板(14)卡入固定的第一卡槽；所述第二条板(15)上设有供该第一条板(14)卡入固定的第二卡槽。
12.根据权利要求9所述的管座，其特征在于，所述管座还包括设置在所述过滤装置中，与所述单元板主体(121)连接以供燃料组件的导向管连接的导向管支撑座(16)。
13.一种燃料组件，其特征在于，包括导向管、设置在所述导向管中的燃料棒、套设在所述导向管***定位所述导向管的若干分开且并排设置格架、设在所述导向管两端以连接所述导向管的第一管座和第二管座；
所述第一管座和/或所述第二管座包括权利要求1至8任一项所述的过滤装置。
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