CN86107837A - 用于核反应堆的带有定心和防振定位装置的棒束导向装置 - Google Patents

Abstract

在具有上层内部件的核反应堆中使用的一种管状棒束导向装置被安装在上层内部件的上板上，并且装有一种机构为其下部在下部堆芯板中导向并定心。该定心装置具有一组刚性板和一组挠性板。刚性板装在导向装置的下部，环绕导向装置的轴线有间隔地分布，并且有径向间隙地接合在下板的孔中。挠性片分布在刚性片的间隔中。挠性片支承在孔壁上并在孔壁上施加一个径向力。在下板可以形成桥以便阻挡破碎的挠性片。

Description

本发明涉及核反应堆的上层内部件，特别适用于水冷却慢化堆。

大家知道，这种核反应堆由相邻的直立燃料组件形成的堆芯和包括下板、上板、支柱和管状导向装置的上层内部件构成。下板上有供冷却水从燃料组件中流出的孔，支柱把上下两板连接在一起，管状导向装置使控制棒束在其***堆芯的位置和退出堆芯的位置之间垂直移动。管状导向装置分别固定在上板上，每个管状导向装置都有一个机构，为导向装置下部在下板中导向及定心。

控制棒束导向装置的目的是为棒束导向，防止其变形并且在反应堆正常工作或出现事故时，都起到对棒束的保护作用。导向装置一般包括一条管子，若干横向板（通常叫卡板），分布于导向装置的上部，分别为相互隔开的棒束导向，以及在导向装置的下部，有若干开口管，每棒一根。这种导向装置，举例来说，已在美国4173513号专利（奥勃梅尔Obermeyer等），法国8309275号专利（福拉梅托姆Framatome）和法国8105037号专利（福拉梅托姆Framatome）中有所描述。人们已经知道使导向装置相对于内部件的下板导向并定心的各种装置。这种装置的目的是使导向装置可以相对于下板做轴向运动，特别是使其在使用中可以自由膨胀，并且在需要时，使安装及拆除工作顺利进行，然而，为了使棒束能滑动导向并避免因冷却剂湍流引起导向装置振动，又必需消除间隙。在发生地震时或者当反应堆因出口联管故障等事故而减压时，该装置必须限制导向装置的横向偏移，以便使导向装置与燃料组件保持对准，并使控制棒束可以自由移动。这种导向装置往往由有回弹性的零件组成，这种装置在完成上述功能的同时也有缺点。因为导向装置必须有足够的挠性，以便调整由导向装置和上层部件的上下板的制造误差引起的不对准，同时又必须具有足够的刚性，以防止导向装置的振动以及在事故应力的作用下偏移，所以其设计参数至关重要。

这样的先有技术的一例是在下板的孔中装配开尾销而形成的定心装置（美国4173513号专利）。这种已知的装置要求精确的定位，以便使回弹性零件在下板的孔内的接合不在回弹性零件内产生过大的应力。

本发明的一个目的是为核反应堆的上层内部件提供一种改进了的棒束导向装置;这是为了使回弹性定心功能与在事故的情况下（例如突然减压或地震）限制径向偏移的功能相分离而设计的。

为实现这一目的，装有一种导向装置，它在下板孔内的定心装置由一组刚性片即突缘和一组挠性片构成，刚性片位于导向装置的下部，绕导向装置轴线呈环状分布，与孔之间有径向间隙，挠性片分布于该刚性片之间，也安装在导向装置的下部，具有静态形状以便支承在孔壁上，并在孔壁上施加一个回弹力。

这种设计使两种功能相分离，其中：

（1）使导向装置定心而又留有径向间隙，由有回弹性的挠性片完成;

（2）限制横向偏移量，由刚性片完成。

因此，可以减少棒束导向装置可能的偏移量和回弹性片中的弯曲应力。

这两组片最好由固定在导向装置本体上的一个底座承载。只要本体和底座的接触面都具有圆形横截面，就可能在连续为棒束导向的零件安装后，以任何适当的角位置***底座。

底座或者下板最好具有阻挡挠性片的装置，以防挠性片损坏并防止挠性片沿反应堆主回路游动。

下面通过举例描述具体的实施例，能更好地理解本发明。

图1是可以使用本发明的反应堆的上部的垂直截面示意图;

图2是图4的Ⅱ-Ⅱ截面放大视图，表明图1反应堆中使用的本发明的导向装置;

图3和图4是图2的Ⅲ-Ⅲ和Ⅳ-Ⅳ截面图;

图5和图6，与图4相似，是图4的改进。

现以图1所示压水堆为例描述本发明。参照图1，一个反应堆有一个压力壳10，以便承受做为冷却剂和慢化剂的水的压力。该压力壳由盖12密封，盖12上装有移动控制棒束的机构14，其中之一的标号为16。压力壳10内装有由相邻的燃料组件构成的堆芯18，每个燃料组件都具有一个构件和一束燃料棒，以正多边形（正方形或三角形）阵列分布。每个燃料组件的构架都有导向管（未画出），可容纳属于控制棒束的（或者可能属于改变中子能谱的棒束的）吸收棒在其中滑动。

一个机械焊接组件，通常称为上层内部件，位于堆芯之上。这个组件完成以下几个功能。它收集从堆芯中流出的高温水流并使其流向压力壳10的出口联管22。它保持并使燃料组件18分度。最后，它为在垂直运动中始终插在燃料组件中的控制棒束16导向。

图1所示的上层内部件包括一个下板24和一个上板26，下板24承受燃料组件向上的推力，上板26把施加到上层内部件的力传递到压力壳10。板24和26由管状支柱28连接在一起，上面有为冷却剂通过的。最后，棒束16的导向装置30从下板24延伸到并且伸出上板26。每个导向装置一般都有一个套筒34，其顶部固定于上板26，并且可以容纳通常叫十字叉的零件在套筒内滑动，在十字叉上固定棒20。横向板32（通常叫“卡板”）上面有开口可容十字叉和棒通过，为棒提供了非连续性的导向作用。在导向装置的下部，由开口管36或类似零件连续地为棒束导向。为了使导向装置和上层内部件可以相对膨胀，导向装置一般在下板的孔38中分别导向，而并不固定在下板上。

刚才描述的这种设计已为公众所知，其说明可以在前述先有技术文件，例如在法国8409275或501892号专利中找到。在图2至图4所示本发明的实施例中，导向装置的套筒34有一个管状体40，其顶部有凸缘41，以便与上板26连接，以及在管状体下部有一个底座42，由销44固定在管状体上（图2和3）。底座的下部经过机加工形成一组刚性片即凸缘46，和一组挠性片48。参阅图4，这两组片呈环状交错均匀分布。孔38为圆柱形，如需要的话，孔38可有一肩50以便挡住底座42。

刚性片具有径向朝外的部分圆柱表面，其直径小于孔38的直径，以便留出1mm左右的径向间隙。选择该间隙的大小时要综合考虑可以接受的制造公差以及导向装置和燃料组件互相对准的精确度两个因素。挠性片有一个较薄的部分，使其具有需要的挠性，以及一个端部凸出物，其弹性趋向于抵住孔38的壁，即圆柱形表面。每组的片数可以大于4，一般为偶数。

为了使挠性片在毁损时，该片不至被冷却剂冲走，每个挠性片最好分别装有阻挡装置。如图2和图4所示，阻挡装置由用焊接等方法固定在孔48的壁上的桥52构成，每个桥包住一个挠性片。如图4所示，在一些桥和/或一些厚的刚性片上可以有凹槽，以避免干涉控制棒束，棒束54的分布如图4所示。

如图2至图4所示，当底座42和管状体40的接触面的横截面为圆形时，当载有开口管36的最低的横向板32安装以后，必须在管状体上作角度调整，以便使挠性片与桥52对准。

图5所示的改进结构与图4的结构的唯一区别是没有桥。图6的结构有一个孔38，其横截面不是圆的，而是多边形的，每个厚片46分别位于多边形的一个角上。这种设计防止了棒束导向装置的下部绕导向装置的轴线转动。

Claims (11)

1、在具有上层内部件的核反应堆中，包括一个下板，一个上板，支柱和管状导向装置，下板上有供冷却剂从燃料组件中流出的孔，支柱把上下两板连接在一起，管状导向装置容纳垂直移动的控制棒束在其中滑动，该管状导向装置被分别固定于上板，为每个该导向装置的下部在下板中分别导向及定心的一种机构包括一组刚性片和一组挠性片，该刚性片安装在导向装置的下部，环绕导向装置轴线有间隔地分布，并在该孔中接合时具有预定的径向间隙，该挠性片分布在该刚性片的间隔中，并固定在导向装置的下部，具有静态形状以便靠回弹性支承在孔壁上，并在孔壁上施加一个径向力。

2、按照权利要求1的装置，其特征是该孔和该两组刚性片和挠性片绕导向装置轴线具有轴对称性。

3、按照权利要求2的装置，其特征是该孔是圆柱形的。

4、按照权利要求2的装置，其特征是该孔是多边形的，多边形的每个角内有一个刚性片。

5、按照权利要求1的装置，其特征是该导向装置有一个本体和一个安装在该本体上的一个底座，并且该两组刚性片和挠性片固定在该底座上。

6、按照权利要求5的装置，其特征是该刚性片和挠性片与该底座是整体的。

7、按照权利要求5的装置，其特征是该本体和该底座的接触表面具有圆形横截面，并且该底座上装有把其紧定在该本体上并可作定向调整的装置。

8、按照权利要求1的装置，其特征是该下板具有当挠性片毁损时阻挡挠性片并防止挠性片松动的装置。

9、按照权利要求8的装置，其特征是该装置有一组桥，每个桥与一个挠性片配对并且每个桥都固定在该孔的壁上。

10、按照权利要求1的装置，其特征是该径向间隙约为1mm。

11、在具有上层内部件的核反应堆中，包括一个下板，一个上板，支柱和管状导向装置，下板上有供冷却剂从燃料组件中流出的孔，支柱把上下两板连接在一起，管状导向装置容纳垂直移动的控制棒束在其中滑动，该管状导向装置被分别固定于上板，为每个该导向装置的下部在下板中分别导向并定心的一个机构包括至少三个刚性片和至少三个挠性片，刚性片绕该导向装置轴线以均匀的角间隔分布，紧固在该导向装置上并以该导向装置向下伸入该下板的孔中，孔的大小使其对该刚性片有一个径向间隙;挠性片夹在该刚性片之间，紧固在该导向装置上并从该导向装置向下伸入该孔中，该挠性片处于缓解状态时的尺寸，应使其***该下板的孔中时，抵住孔壁而向内回弹弯曲。

Images