專利名稱:一種燃料棒上端塞以及燃料棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及反應(yīng)堆燃料組件，具體涉及一種燃料棒上端塞以及燃料棒。
背景技術(shù)：
燃料棒是構(gòu)成燃料組件棒束的核心部件，用于產(chǎn)生熱能并將其傳遞給冷卻劑、包容燃料和裂變產(chǎn)物。
燃料棒主要由包殼管、上端塞、下端塞以及芯塊構(gòu)成。芯塊設(shè)置于包殼管內(nèi)部，上端塞和下端塞設(shè)置于包殼管兩端。上端塞和下端塞主要其兩個(gè)作用:一是塞住包殼管兩端頭從而密封芯塊；二是為燃料棒的固定以及燃料組件棒束的組裝提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。壓水堆中燃料棒的軸向定位功能由定位格架來承擔(dān)。定位格架夾持燃料棒并提供軸向和橫向支撐，保持燃料棒處于格架柵元中心位置和燃料棒之間的正常間距。但是通過定位格架支撐燃料棒的缺點(diǎn)在于，但當(dāng)燃料棒的間距較小時(shí)(如Imm左右)，定位格架的放置就極其困難。
在快堆中，燃料棒通過固定在棒束柵板上來實(shí)現(xiàn)軸向定位,有三種實(shí)現(xiàn)方式:螺紋固定、焊接固定和嵌鑲式固定。螺紋固定為燃料棒下端塞插入棒束柵板，通過燃料棒下端塞上的螺紋和螺帽把燃料棒固定在棒束柵板上。但這種結(jié)構(gòu)會(huì)使冷卻劑通過棒束柵板的流道大大減少，使阻力變得很大，所以快堆很少采用這種定位結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的快堆中更多的是焊接固定和嵌鑲式固定為燃料棒提供軸向限位。圖1為焊接式端塞的結(jié)構(gòu)示意圖，其下端部設(shè)置有槽口，棒束柵板插入該槽口中，然后通過使端塞與棒束柵板連接。但是焊接很容易弓I起棒束柵板變形，而且上述結(jié)構(gòu)難以保證燃料棒垂直于柵板。圖2為鑲嵌式端塞的結(jié)構(gòu)示意圖，鑲嵌式端塞的底端開設(shè)有特殊形狀的槽口，該槽口鑲嵌入具有相應(yīng)截面的導(dǎo)軌式柵板中，燃料棒順著導(dǎo)軌式柵板推入。這種定位結(jié)構(gòu)具有較大的冷卻劑流道，但實(shí)現(xiàn)的前提是燃料棒外存在六角形外套管或類似結(jié)構(gòu)，否則燃料棒會(huì)順著導(dǎo)軌式柵板滑出，這種定位結(jié)構(gòu)適用范圍窄。
燃料棒在工作時(shí)由于受熱和輻照，會(huì)出現(xiàn)熱膨脹和軸向伸長(zhǎng)的情況，不管采用上述哪種固定方式，燃料棒本身無法預(yù)留一個(gè)供其膨脹和軸向伸長(zhǎng)的空間。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一個(gè)目的即在于提供一種燃料棒上端塞，以克服現(xiàn)有的上端塞需要焊接安裝，且燃料棒本身無法為其膨脹和伸長(zhǎng)提供空間的不足。
本實(shí)用新型的第一個(gè)目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種燃料棒上端塞，包括塞體A，所述塞體A的上端部開設(shè)有矩形槽A，矩形槽A的深度可以根據(jù)燃料棒的安裝尺寸進(jìn)行設(shè)定，使燃料棒安裝就位后，矩形槽A的底端與其插入的棒束柵板之間存在一定間隙，為燃料棒的膨脹和伸長(zhǎng)提供空間。另外矩形槽A還起到防止燃料棒轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。端塞與包殼管之間通過壓力電阻焊進(jìn)行焊接，為適應(yīng)壓力電阻焊，塞體A的下端部設(shè)計(jì)有略大于包殼管內(nèi)徑的圓柱段和直徑從上至下逐漸減小的圓錐臺(tái)。圓錐臺(tái)末端設(shè)計(jì)有臺(tái)階，可以起到支撐燃料芯塊或氣腔彈簧的作用。[0009]作為本實(shí)用新型的第一種優(yōu)化方案，將所述塞體A上端部的直徑設(shè)計(jì)得小于所述塞體A下端部的直徑。塞體A上端部的直徑較小可以節(jié)省與棒束柵板連接位置的空間，方便安裝，塞體A下端部直徑較大可以使本實(shí)用新型更易與包殼管接觸，方便焊接。
作為本實(shí)用新型的第二種優(yōu)化方案，在所述塞體A上端部上設(shè)置過渡錐面A。在反應(yīng)堆中，棒束柵板兩側(cè)的位置較為狹窄，現(xiàn)有的端塞因其為一圓柱體，需要將位置完全對(duì)準(zhǔn)后才能插入，安裝不方便。在本實(shí)用新型中，設(shè)置過渡錐面A，就算在端塞與插入位置未完全對(duì)正的情況下，也能方便插入，提高了本實(shí)用新型的安裝工藝性。
本實(shí)用新型的第二個(gè)目的即在于提供一種燃料棒，該燃料棒采用上述上端塞，以克服現(xiàn)有燃料棒本身沒有為燃料棒的膨脹和伸長(zhǎng)預(yù)留空間的不足。
本實(shí)用新型的第二個(gè)目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種燃料棒，主要由芯塊和包殼管組成，芯塊固定于包殼管內(nèi)部，還包括上述任意一種上端塞，所述塞體A的下端部與包殼管的一端連接，還包括下端塞，下端塞與包殼管的另一端連接。
作為本實(shí)用新型的第一種優(yōu)化方案，下端塞包括塞體B，所述塞體B的下端部相對(duì)設(shè)置有兩個(gè)可彎折的固定體。在安裝時(shí)，使兩個(gè)固定體貫穿棒束固定柵板的孔道，然后向兩側(cè)掰開固定體，使固定體彎折，固定體與棒束固定柵板的孔道緊密配合，從而限制燃料棒的滑動(dòng)。本實(shí)用新型避免了焊接帶來的棒束柵板變形和燃料棒垂直度難以保證的問題，同時(shí)在不需要外部結(jié)構(gòu)支持的情況下，也能防止燃料棒滑動(dòng)。
作為本實(shí)用新型第一種優(yōu)化方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述固定體上設(shè)置有薄弱部。該薄弱部使得固定體的彎折更加容易，提高了本實(shí)用新型的安裝工藝性。該薄弱部的厚度小于固定體其它部位的厚度。
綜上所述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:
1.上端塞預(yù)設(shè)有供燃料棒的膨脹和伸長(zhǎng)的空間，防止因燃料棒體積的變化對(duì)反應(yīng)堆內(nèi)部造成損壞；
2.燃料棒安裝過程不涉及焊接，避免了會(huì)引起棒束柵板變形，難以保證燃料棒垂直度的問題，安裝精度高；
3.不需要特定外部結(jié)構(gòu)支持即可防止燃料棒滑動(dòng)，適用面廣；
4.可很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料棒的限位，防止燃料棒滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。


為了更清楚地說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，下面將對(duì)描述本實(shí)用新型實(shí)施例中所需要用到的附圖作簡(jiǎn)單的說明。顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)下面的附圖，得到其它附圖。
圖1為焊接式端塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為鑲嵌式端塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本實(shí)用新型燃料棒上端塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本實(shí)用新型燃料棒下端塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本實(shí)用新型燃料棒的安裝結(jié)構(gòu)示意圖A ;[0027]圖6為本實(shí)用新型燃料棒的安裝結(jié)構(gòu)示意圖B ；
其中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的零部件名稱如下:
1-塞體A，2-矩形槽A，3-圓錐臺(tái)，4-臺(tái)階，5-過渡錐面A，6_塞體B，7_固定體，8-薄弱部，9-過渡錐面B，10-包殼管，11-定位筋條，12-上棒束柵板，13-固定孔，14-下棒束柵板。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯而易見的，下面所述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型實(shí)施例中的一部分，而不是全部?；诒緦?shí)用新型記載的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下得到的其它所有實(shí)施例，均在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍內(nèi)。
實(shí)施例1:
如圖3所示，一種燃料棒上端塞，包括塞體Al，所述塞體Al的上端部開設(shè)有矩形槽A2，矩形槽A2的深度可以根據(jù)燃料棒的安裝尺寸進(jìn)行設(shè)定，使燃料棒安裝就位后，矩形槽A2的底端與插入其中的棒束柵板之間存在一定間隙，為燃料棒的膨脹和伸長(zhǎng)提供空間。本實(shí)施例與包殼管之間通過壓力電阻焊進(jìn)行焊接，為適應(yīng)壓力電阻焊，塞體Al的下端部設(shè)計(jì)有略大于包殼管內(nèi)徑的圓柱段和直徑從上至下逐漸減小的圓錐臺(tái)3。圓錐臺(tái)3末端設(shè)計(jì)有臺(tái)階4，可以起到支撐燃料芯塊或氣腔彈簧的作用。
實(shí)施例2:
如圖3所示，本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將所述塞體Al上端部的直徑設(shè)計(jì)得小于所述塞體Al下端部的直徑。塞體Al上端部的直徑較小可以節(jié)省與棒束柵板連接位置的空間，方便安裝，塞體Al下端部直徑較大可以使本實(shí)用新型更易與包殼管接觸，方便焊接。
實(shí)施例3:
如圖3所示，本實(shí)施例在實(shí)施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，在所述塞體Al上端部上設(shè)置過渡錐面A5。過渡錐面A5的作用在于，在本實(shí)施例與插入位置未完全對(duì)正的情況下，也能方便插入，提高了本實(shí)施例的安裝工藝性。
實(shí)施例4:
如圖5和圖6所不,一種燃料棒,主要由芯塊和包殼管10組成,芯塊固定于包殼管10內(nèi)部,還包括實(shí)施例3中任意一項(xiàng)所述的上端塞,所述塞體Al的下端部與包殼管10的一端連接，還包括下端塞，下端塞與包殼管10的另一端連接。
如圖5所示，塞體Al的矩形槽A2插入上棒束柵板12上的定位筋條11中，其中矩形槽A2的底部與定位筋條11之間存在間隙。下端塞可以采用現(xiàn)有方式固定。
實(shí)施例5:
如圖4和圖6所示，本實(shí)施例在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，下端塞包括塞體B6，所述塞體B6的下端部相對(duì)設(shè)置有兩個(gè)可彎折的固定體7。在安裝時(shí)，使兩個(gè)固定體7貫穿下棒束柵板14的固定孔13,然后向兩側(cè)掰開固定體7,使固定體7彎折，固定體7與固定孔13緊密配合，從而限制燃料棒的滑動(dòng)。本實(shí)施例避免了焊接帶來的棒束柵板變形和燃料棒垂直度難以保證的問題，同時(shí)在不需要外部結(jié)構(gòu)支持的情況下，也能防止燃料棒滑動(dòng)。
實(shí)施例6:
如圖4所述，本實(shí)施例在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，在固定體7上設(shè)置薄弱部8。該薄弱部8使得固定體7的彎折更加容易，提高了本實(shí)用新型的安裝工藝性。該薄弱部8的厚度小于固定體7其它部位的厚度。在塞體B6的下端部設(shè)置有過渡錐面B9，使本實(shí)施例在未完全對(duì)準(zhǔn)固定孔13的情況下，也能順利插入，方便安裝。
如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求
1.一種燃料棒上端塞，包括塞體A (1)，其特征在于:所述塞體A (I)的上端部開設(shè)有矩形槽A (2)，所述塞體A (I)的下端部包括直徑從上至下逐漸減小的圓錐臺(tái)(3)和設(shè)置于圓錐臺(tái)(3)的底面的臺(tái)階(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種燃料棒上端塞，其特征在于:所述塞體A(I)上端部的直徑小于所述塞體A (I)下端部的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種燃料棒上端塞，其特征在于:所述塞體A(I)上端部上設(shè)置有過渡錐面A (5)。
4.一種燃料棒,主要由芯塊和包殼管(10)組成，芯塊固定于包殼管(10)內(nèi)部，其特征在于:還包括權(quán)利要求
廣3中任意一項(xiàng)所述的上端塞，所述塞體A (I)的下端部與包殼管(10)的一端連接，還包括下端塞，下端塞與包殼管(10)的另一端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的一種燃料棒，其特征在于:所述下端塞包括塞體B(6)，所述塞體B (6)的下端部相對(duì)設(shè)置有兩個(gè)可彎折的固定體(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的一種燃料棒，其特征在于:所述固定體(7)上設(shè)置有薄弱部(8)。
專利摘要
本實(shí)用新型公開了一種燃料棒上端塞，塞體A的上端部開設(shè)有矩形槽A，所述塞體A的下端部包括直徑從上至下逐漸減小的圓錐臺(tái)和設(shè)置于圓錐臺(tái)的底面的臺(tái)階。本實(shí)用新型還公開了一種采用上述上端塞的燃料棒。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于克服了現(xiàn)有燃料棒和上端塞本身沒有為燃料棒的膨脹和伸長(zhǎng)提供空間的不足。
文檔編號(hào)G21C3/10GKCN203055471SQ201320062653
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年2月4日
發(fā)明者朱發(fā)文, 雷濤, 程華旸, 龐華, 尹春雨, 邢碩 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan