[实用新型]一种高效过滤异物的核燃料组件下管座防异物板

说明书

技术领域

本实用新型涉及核燃料组件防异物板的设计领域，具体是指一种高效过滤异物的核燃料组件下管座防异物板。

背景技术

核燃料组件由若干燃料棒、导向管和定位格架及上下管座组成。下管座的基本功能是作为核燃料组件的下部结构件，为核燃料组件提供支撑和接口，同时提供冷却剂流入的通道并分配冷却剂流量；为了防止异物进入核燃料组件格架栅元，需在下管座的连接板上方安装防异物板，通过该防异物板来过滤异物，从而减少异物夹在核燃料组件中造成异物磨蚀破损的风险。

通过对现有核燃料组件格架栅元的分析发现，在不降低防异物板流通面积、增加压降的情况下，现有的核燃料组件下管座防异物板均存在异物通过下管座后在核燃料组件内不能随冷却剂流出的现象；随着对经济性和可靠性要求的不断提高，核燃料组件需要不断强化防异物设计，避免在寿期内出现异物磨蚀破损而失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种高效过滤异物的核燃料组件下管座防异物板，该防异物板能确保大部分异物都被防异物板阻止而不进入核燃料组件内，进入的少量细小异物可以通过格架栅元随冷却剂而流出核燃料组件，在获得高效的过滤性能的同时，获得较低的冷却剂通过压降和合适的结构强度。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种高效过滤异物的核燃料组件下管座防异物板，主要由防异物板本体、以及贯穿设置在防异物板本体上的导向管孔和仪表管孔构成，导向管孔和仪表管孔用于安装导向管和仪表管，所述防异物板本体上设置有若干个孔群，即将防异物板本体分为若干个冷却液流通区域，孔群的数目根据下管座的开孔形式以及防异物板本体的大小来确定，相邻孔群之间通过宽筋间隔，导向管孔和仪表管设置在宽筋交界位置处；所述孔群主要由若干个长条形孔构成，长条形孔的功能与传统的过滤孔类似，主要用于冷却液的流通以及阻挡异物，长条形孔的数目根据所在孔群的大小以及长条形孔的长宽来确定，相邻长条形孔之间通过窄筋间隔。

这里的宽筋是指防异物板本体上位于相邻孔群之间的部分，由于其用来维持结构强度，所以设计的较宽，故命名为宽筋；窄筋是指防异物板本体上位于相邻长条形孔之间的部分，由于设计中应尽量增大冷却液的流通面积，所以设计的较窄，故命名为窄筋，下文中的宽筋和窄筋的定义与此相同。        

本实用新型为了在获得高效的过滤性能的同时，获得较低的冷却剂通过压降和合适的结构强度，提出了三方面的改进：1）过滤效果：为降低异物的通过性，需要减小防异物板小孔的尺寸；2）压降：为不增加冷却剂通过的压降，应不减少防异物板的流通面积；3）强度：保持防异物板的强度足够。本实用新型通过将防异物板的开孔设计为长条形孔，从而达到了改进（1）和（2）的目的；通过将孔群之间的筋设计为宽筋，从而达到了改进（3）的目的，具体如下：

改进（1），本实用新型将防异物板的开孔设计为长条形孔，通过减小该长条形孔的宽度来限制能进入核燃料组件内的异物的最大尺寸，从而减少进入核燃料组件的异物数量，有效提高进入过滤异物的效率。具体理由为：由于受水流冲击力的影响，异物轴向通常与水流方向一致。根据异物的横截面形状可将其分为圆状异物和扁平状异物，反应堆内的异物绝大多数为螺钉、螺母、销钉、弹簧等圆状异物；对于圆状异物，就通过防异物板而言没有方向性，其能否通过取决于异物直径和开孔的最小边长，采用长条形开孔后，异物通过的概率将降低；对扁平状异物，其通过性也将受制于角度取向而降低；另外，核燃料组件格架栅元的角部更容易通过扁平状异物，可使进入核燃料组件的异物可以随冷却剂流出，减少异物夹在核燃料组件中造成异物磨蚀破损的风险。

改进（2），本实用新型还可以通过调节长条形孔的长度来保证其流通面积，确保不减少防异物板的流通面积，从而不增加冷却剂通过的压降。

改进（3），本实用新型将防异物板本体分为若干个冷却液流通区域，每个流通区域内的开孔构成孔群，每个孔群内的开孔之间的筋设计为窄筋，从而增大冷却液的流通面积，并通过将各个孔群之间的筋设计为宽筋，即将孔群之间的筋设计的较宽，通过其来维持结构强度。

上述长条形孔的形状为长方形、波浪形孔或者锯齿形，但不局限于该三种形状，也可根据实际需求另行设计。