燃料组件及其夹持装置的制作方法

本发明涉及核电燃料组件，更具体地说，涉及一种燃料组件及其夹持装置。

背景技术：

燃料组件结构由刚性骨架和燃料棒3组成，如图1所示，燃料棒3在刚性骨架中平行排列并被均匀分隔。刚性骨架包括定位格架1、搅混格架4、上管座5、下管座6和导向管7。搅混格架4和定位格架1分别由规则排列的用于容纳和夹持燃料棒3的栅元组成。定位格架1和搅混格架4在燃料棒3的轴向间隔设置，供燃料棒3穿设定位。导向管7比燃料棒3长，其从燃料棒3束的端部伸出来，并固定在上管座5和下管座6上。下管座6位于燃料组件的下部，具有一些支撑腿和一个下孔板，下孔板上有一些用来固定导向管7的孔道和冷却剂流道穿透该下孔板。燃料组件的另一端，即组件上端的上管座5，包括一个横向的上孔板，上孔板上有一些容纳和固定导向管7的孔道和流水孔贯穿该上孔板。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3，带走反应热。

定位格架1和搅混格架4一般由内条带、外条带组成；内条带纵横交叉布置，并通过对交叉十字处进行点焊固定；外条带布置在内条带之外，内条带与外条带搭接处焊接固定。内条带和外条带上设有凸起14、弹臂15、搅浑翼和导向翼等，定位格架1和搅混格架4上的凸起14和弹臂15构成对燃料棒3夹持的夹持系统。

如图6所示，通用的燃料组件的夹持系统，从燃料组件轴向来看，搅混格架4和定位格架1上的凸起14全部位于一侧，搅混格架4和定位格架1上的弹臂15则位于另一侧，从两侧将燃料棒3夹持在中间。在搅混格架4和定位格架1运行至寿期末，弹臂15或多或少会发生松弛。严重情况下，弹臂15与凸起14的距离会大于燃料棒3外径，即燃料棒3至少与一侧存在间隙。这样燃料棒3受外部激励如横流等情况下，这样的间隙会加剧燃料棒3与弹臂15、凸起14之间的磨蚀。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的燃料组件及其夹持装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种燃料组件的夹持装置，包括夹持组件，所述夹持组件上形成有供燃料棒穿设的夹持通道；

所述夹持组件上设有对穿设于所述夹持通道的所述燃料棒的轴向不同位置进行夹持的至少两组夹持机构，每一所述夹持机构包括对所述燃料棒夹持的至少一个凸起和至少一个弹臂；

每一所述夹持机构的凸起和弹臂在所述夹持通道的周圈上错开设置，至少一组所述夹持机构的凸起和弹臂分别与其他所述夹持机构的凸起和弹臂在所述夹持通道的周圈上错开设置。

优选地，每一所述夹持机构的所述凸起(14)和弹臂(15)在所述夹持通道的周圈上错开180°设置。

优选地，每一所述夹持机构包括两组夹持单元，两组夹持单元在所述夹持通道的周圈上错开90°设置，每组所述夹持单元包括在所述夹持通道的周圈上错开设置180°的凸起和弹臂。

优选地，每一所述夹持机构包括供对应的燃料棒的同一侧抵靠的两个凸起，所述两个凸起在轴向间隔设置，且对应的所述夹持机构的弹臂的轴向位置位于所述两个凸起之间。

优选地，至少一组所述夹持机构与另一组所述夹持机构在所述夹持通道的周圈上错开设置180°。

优选地，轴向相邻的两组所述夹持机构在所述夹持通道的周圈上错开设置。

优选地，轴向相邻的两组所述夹持机构在所述夹持通道的周圈上错开180°。

优选地，所述夹持组件包括轴向间隔排布的至少两个格架，所述格架包括至少两个沿第一方向间隔并排设置的第一条带、和至少两个沿第二方向间隔并排设置的第二条带，所述第一条带、第二条带交叉设置形成供所述燃料棒穿设夹持的夹持孔，每一夹持孔的内侧壁上设有向所述夹持孔中部设置的凸起和弹臂。

优选地，两相邻的所述第一条带上分别向同一所述夹持孔内设置有凸起、弹臂；和/或，两相邻的所述第二条带上分别向同一所述夹持孔内设置有凸起、弹臂。

优选地，所述夹持通道上沿轴向不同区段分成至少两个夹持段，每一夹持段对应设置一个夹持组，各所述夹持组分别包括一个或多个夹持机构，包括多个所述夹持机构的所述夹持组的各所述夹持机构并排设置，且在所述夹持通道的周圈上不错开，两相邻的所述夹持组在夹持通道的周圈上错开设置。

本发明还构造一种燃料组件，包括所述的夹持装置。

实施本发明的燃料组件及其夹持装置，具有以下有益效果：本发明的燃料组件及其夹持装置通过使不同夹持机构的凸起和弹臂在夹持通道的周圈上错开设置，让燃料棒的不同侧均有弹臂和凸起受力，这样即使弹臂发生松弛，通过上下凸起错位布置而实现燃料棒的限位功能，燃料棒振动时的横向位移也得到有效抑制，减小由弹臂失效时燃料棒偏位晃动造成的风险，防止横向间隙造成燃料棒的额外磨蚀。

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是本发明实施例中的燃料组件的结构示意图；

图2是图1中的格架的局部立体结构示意图；

图3是图2中的格架传设有燃料棒时的俯向视图；

图4是本发明实施例中的各格架的凸起和弹臂夹持燃料棒时的整体示意图；

图5是夹持通道轴向上每一夹持组包括两组及以上夹持机构时的排布示意图；

图6是背景技术中的各格架的凸起和弹臂夹持燃料棒时的整体示意图。

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。

如图1所示，本发明一个优选实施例中的燃料组件由刚性骨架和燃料棒3组成，燃料棒3在刚性骨架中平行排列并被均匀分隔。刚性骨架包括若干格架10、上管座5、下管座6和导向管7。格架10通常包括定位格架1、搅混格架4，各格架10分别由规则排列的用于容纳和夹持燃料棒3的栅元组成。格架10在燃料棒3的轴向间隔设置，供燃料棒3穿设定位。导向管7比燃料棒3长，其从燃料棒3束的端部伸出来，并固定在上管座5和下管座6上。下管座6位于燃料组件的下部，具有一些支撑腿和一个下孔板，下孔板上有一些用来固定导向管7的孔道和冷却剂流道穿透该下孔板。燃料组件的另一端，即组件上端的上管座5，包括一个横向的上孔板，上孔板上有一些容纳和固定导向管7的孔道和流水孔贯穿该上孔板。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3，带走反应热。

如图2和图3所示，每一格架10均包括若干沿第一方向间隔排布设置的第一条带11和沿第二方向间隔排布设置的第二条带12，第一条带11、第二条带12交叉设置形成供燃料棒3穿设的多个栅元，每一栅元对应的孔形成对燃料棒3穿过并夹持的夹持孔13。各格架10在轴向上间隔设，各格架10与同一燃料棒3对应的夹持孔13形成供燃料棒3穿设的夹持通道。

在一些实施例中，每一夹持孔13的内侧壁上设有向夹持孔13中部设置的凸起14和弹臂15，各格架10上的凸起14和弹臂15组合对燃料棒3夹持，形成对燃料棒3夹持的夹持组件。轴向上不同位置的各格架10分别对燃料棒3的轴向不同位置夹持，形成对穿设于夹持通道的燃料棒3的轴向不同位置进行夹持的两组及两组以上的夹持机构。

每一夹持机构的凸起14和弹臂15在夹持通道的周圈上错开设置，对燃料棒3的周圈不同位置进行夹持。优选地，每一夹持机构的凸起14和弹臂15在夹持通道的周圈上错开180°设置。在夹持通道的周圈上错开设置180°的凸起14和弹臂15形成一组对燃料棒3的两相对侧夹持的夹持单元。优选地，第一条带11、第二条带12相互垂直，形成方形的栅元孔，在其他实施例中，栅元孔也可为圆形、菱形等其他形状。一组夹持单元的凸起14和弹臂15分别设置在相邻的第一条带11上，对相邻的两第一条带11之间的燃料棒3夹持。

如图4所示，进一步地，为了保证受力的均衡，轴向相邻的两组夹持机构在夹持通道的周圈上错开设置。优选地，轴向相邻的两组夹持机构在夹持通道的周圈上错开180°，让燃料棒3的两侧交替有凸起14和弹臂15夹持，让燃料棒3的受力更加均衡，就算有部分弹臂15存在变形失效的问题，也不会造成燃料棒3的偏位晃动，尽可能的限制燃料棒3振动幅度，防止横向间隙造成燃料棒3的额外磨蚀，减少包壳磨蚀量，降低燃料棒3的泄露风险。

进一步地，当包括两组以上的多个夹持机构时，可以将轴向不同区段分成多个夹持段，每一夹持段对应设置一个夹持组。每一夹持组可以包括一个夹持机构，也可包括多个夹持机构，各夹持组的夹持机构的数量可以相同，也可不同。如图5所示，当每一夹持组包括两组或多组夹持机构时，该夹持组的各夹持机构并排设置，且在夹持通道的周圈上不错开，两相邻的夹持组在夹持通道的周圈上错开设置。

在其他实施例中，也可存在一组或多组夹持机构的凸起14和弹臂15分别与其他夹持机构的凸起14和弹臂15在夹持通道的周圈上错开设置，让燃料棒3的不同侧面均有凸起14和弹臂15夹持，使燃料棒3的不同侧均有弹臂15和凸起14受力，这样即使弹臂15发生松弛，通过上下凸起14错位布置而实现燃料棒3的限位功能，燃料棒3振动时的横向位移也得到有效抑制，减小由弹臂15失效时燃料棒3偏位晃动造成的风险，防止横向间隙造成燃料棒3的额外磨蚀。优选地，一组或多组夹持机构与另一组夹持机构在夹持通道的周圈上错开设置180°，让燃料棒3的两相对侧均分别有凸起14和弹臂15夹持。

再如图2和图3所示，进一步地，为了更好的保证对燃料棒3的夹持，每一夹持机构包括两组夹持单元，两组夹持单元在夹持通道的周圈上错开90°设置，且一组夹持单元的凸起14和弹臂15分别设置在相邻的第一条带11上，在夹持通道的周圈上错开180°设置，另一组夹持单元的凸起14和弹臂15分别设置在相邻的第二条带12上，在夹持通道的周圈上错开180°设置，分别从第一方向、第二方向两个方向上对燃料棒3夹持。优选地，第一条带11、第二条带12相互垂直，则两组夹持单元在夹持通道的周圈上错开90°设置。在其他实施例中，每一夹持机构也可只包括一组夹持单元。

对应的，一组夹持单元的凸起14和弹臂15分别形成于两相邻的第一条带11上，且对应的凸起14、弹臂15向同一夹持孔13内设置。当同一夹持机构包括错位90°的两组夹持单元时，另一组夹持单元的凸起14、弹臂15则分别形成于两相邻的第二条带12上，且对应的凸起14、弹臂15向同一夹持孔13内设置，方便凸起14和弹臂15的形成。当只有一组夹持单元时，也可只在相邻的第二条带12上设置凸起14和弹臂15，第二条带12上不设置凸起14和弹臂15。

在一些实施例中，为了保证同一夹持单元的凸起14和弹臂15对燃料棒3夹持的稳定性，一组夹持单元包括供对应的燃料棒3的同一侧抵靠的两个凸起14，两个凸起14在轴向间隔设置，且对应的夹持单元的弹臂15的轴向位置位于两个凸起14之间。燃料棒3靠两个凸起14为支撑，弹臂15在两个凸起14之间向燃料棒3施力，让燃料棒3更加稳定的压合在凸起14上。轴向上的多组夹持机构在夹持通道的周圈上错位设置，在有弹臂15存在变形或失效时，燃料棒3可由轴向上不同位置的凸起在横向上进行支撑夹持，提升了对燃料棒3夹持的稳定性，避免燃料棒3产生晃动，减小了燃料棒3的磨损。对应地，在其他实施例中，同一夹持单元在燃料棒3的同一侧对应的凸起14和弹臂15数量均可为一个，也可为多个。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。