[发明专利]燃料组件

说明书

用于核反应堆的燃料组件(1)包括：限定上游端(1a)的上游次要部分(3)、主要部分(5)和限定下游端(1b)的下游次要部分(4)。燃料棒(2)在流动间隙(6)中延伸，允许冷却剂流与燃料棒相接触地通过燃料组件。两个细长管(7)形成与燃料棒平行延伸并包围冷却剂流的相应内部通道。各个细长管均包括底部、在上游次要部分处的入口(21)以及在下游次要部分处的出口(22)。各个细长管均包括具有入口端(24)和出口端(25)的入口管(23)，出口端(25)位于内部通道内的与底部隔开距离处，从而在出口端和底部之间的内部通道中形成空间。

技术领域

本发明涉及一种燃料组件，其被构造成位于核电站的核水反应堆中，特别是重水反应堆或轻水反应堆(LWR)，诸如沸水反应堆(BWR)或压水反应堆(PWR)。

更准确地，本发明涉及一种燃料组件，其被构造成位于核水反应堆中，所述燃料组件包括：上游次要(minor)部分，其限定上游端；下游次要部分，其限定下游端；主要部分，其连接上游部分和下游部分；多个细长形的燃料棒(elongated fuel rod)，其与延伸通过所述上游端和所述下游端的纵轴线平行配置；流动间隙(flow interspace)，其位于所述上游端和所述下游端之间，所述流动间隙被构造成允许冷却剂流与所述燃料棒相接触地沿着从所述上游端向所述下游端的流动方向通过所述燃料组件；以及至少一个细长管，其形成与所述燃料棒平行地延伸通过所述主要部分的内部通道并允许冷却剂流通过所述内部通道，其中，所述细长管包括底部、位于上游部分处的所述内部通道的入口以及位于下游部分处的所述内部通道的出口。

允许冷却剂流通过内部通道的细长管的目的可以是在燃料组件中提供未沸腾的慢化水(moderating water)，或者当核水反应堆的运行被中断时为待引入燃料组件中的控制棒提供引导。

细长管可以具有不同的截面形状，诸如圆形、椭圆形、多边形、十字形等。

背景技术

US 2003/0128798公开了一种用于核水反应堆的燃料组件。该燃料组件包括下连接板，下连接板具有位于下连接板腔中的网状截面下方的筛板。筛板基本上水平配置，使得下连接板被筛板分成上部和下部。管状过滤器附接到筛板，使得管状过滤器在筛板下方和上方具有开口。管状过滤器的顶端是封闭的。

US 6,175,606公开了一种用于核反应堆的燃料组件，其包括多个燃料棒和碎屑过滤器，碎屑过滤器设置在上游端和燃料棒之间的冷却剂流中并且被构造成捕获冷却剂流中的碎屑颗粒。过滤装置包括多个用于冷却剂的通孔。

核水反应堆中冷却剂的目的是起到冷却液和慢化剂的作用。重要的是确保冷却剂流通过燃料组件，以确保燃料的适当冷却和中子的适当慢化。

如上所述，管式过滤器和碎屑过滤器的目的是捕获冷却剂中的碎屑颗粒，并因此防止碎屑颗粒在燃料组件中的较高位置处被捕获，特别是在碎屑颗粒可能导致燃料棒的包层上的微振磨损的间隔件中。微振磨损可能导致初级缺陷、穿过包层的小孔，以及在后期导致二次缺陷，即燃料棒的断裂，这会导致铀泄漏到冷却剂中。在二次缺陷的情况下，必须中断反应堆的运行并更换发生故障的燃料棒。这种更换是耗时且昂贵的。冷却剂中的碎屑颗粒当然也可能导致核电站中其它部件(例如泵)的缺陷。

在如今市售的燃料组件中使用的碎屑过滤器的尺寸被设计成捕获特定的尺寸以上的碎屑颗粒，例如，如果颗粒是金属丝微粒，则为大约7mm。较小的碎屑颗粒被认为是无害的并且/或者被捕获在间隔件中的可能性小。问题是这种较小的碎屑颗粒将无限地循环，并且虽然被捕获的可能性低，但碎屑颗粒将有大量的机会被捕获。在反应堆中没有用于这种循环的较小碎屑颗粒的天然吸收槽(natural sink)。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题并提供一种用于碎屑颗粒的天然吸收槽，特别是用于未被碎屑过滤器捕获的小碎屑颗粒的天然吸收槽。

该目的通过最初限定的燃料组件实现，其特征在于，