[其他]对核燃料组件的顶部管嘴分组件进行预装配用的设备和方法

说明书

本发明一般涉及核反应堆的燃料组件，更具体地说，涉及一种对此种燃料组件所用的顶部管嘴进行预装配用的设备。

一个核反应堆的堆芯部分通常包括许多细长的燃料元件或燃料棒，它们被组合和支承在称为燃料组件的框架中。通常，燃料组件是一种直立的结构，在这种结构中，燃料棒和控制棒导向套管利用格架固定在排列有序的阵列中，这些格架沿燃料组件的轴向间隔安置并固定于导向套管，这种燃料组件结构包括上下管嘴，它们被紧固在导向套管的两个相对端部上。在反应堆堆芯内部，燃料组件从上下堆芯支承板得到支承和适当的准直，上下堆芯支承板直接或间接地连接于一个支承筒体上，该支承筒体包围反应堆堆芯并沿轴向延伸于堆芯的相对两端间。

燃料组件支承结构这一方面所使用的材料和堆芯支承筒体那一方面所使用的材料，是两类热膨胀特性各不相同的材料。由于这一点，并且也由于所使用的某些结构元件的长度相当大，在运行期间反应堆堆芯中经受的高温下，燃料组件和堆芯筒体结构之间轴向热膨胀的差别，可以是十分显著的。为了调节燃料组件和堆芯支承筒体之间此种轴向膨胀的差别，习惯上使上下堆芯支承板的距离超过燃料组件的轴向长度，而通常在上堆芯支承板和燃料组件之间留下一个空隙。

大多数反应堆利用将一种诸如水之类的液体冷却剂通过下堆芯支承板中的孔洞引导向上并经过各种燃料组件的燃料棒的办法，来从燃料组件获得热能，从而使反应堆冷却。由于燃料组件的结构构型，冷却剂在通过堆芯区域时会受到显著的压降，该压降产生一个趋向于提升燃料组件的力。虽然可能存在燃料组件的重量足以克服所有工作条件下的液压提升力的情形，但是更经常的是并非如此，特别是在冷却剂密度很高（比如在反应堆起动时）和冷却剂流速很高的时候。当作用在某一特定燃料组件上的液压提升力超过燃料组件的重量的时候，该组件将会向上移动并顶撞上堆芯板。燃料组件的这种向上移动，如果不加以控制的话，会导致燃料组件和燃料棒或上堆芯板的损坏，因此，必须避免这种移动。做到这一点的办法通常是借助于一种压紧装置，这种压紧装置的配接能防止向上流动的冷却剂迫使燃料组件移动而顶撞反应堆的上堆芯支承板，同时却允许燃料组件的长度产生由于堆芯感生热膨胀之类原因而引起的变化。举例来说，美国专利说明书第3，379，619号、第3，770，583号和第4，192，719号公开了此类压紧装置。

欧洲专利申请第84307049.1号（公布号为0138606）公开了一种最新的燃料组件设计，它有一个包含压紧机构的顶部管嘴分组件，这种压紧机构包括一个上部承压板，一个下部配接板，多根延伸在两板之间并穿过两板的导向套管延伸管，以及多个围绕延伸管而由延伸管上的一对制动器将其部分地压缩于两板之间的螺旋弹簧，一个制动器是在配接板下附着于相应的延伸管上的轴环，用来限制配接板沿延伸管向下滑动，而另一个制动器附着于相应的延伸管的上端部，安置在承接承压板中的通道内，在那里制动器与内凸耳相配合，用来限制承压板沿延伸管向上滑动。这种顶部管嘴分组件是由许多个元件组成的，这些元件必须精密地装配在一起，以便分组件装到燃料组件的导向套管上时可以合适地发挥其功能。

本发明的主要目的是提供一些方式和机构，使得带压紧机构的顶部管嘴的元件能够可靠而相当容易地以可以调节公差失配的方式预装配成一个完整的精度满足需要的分组件。

因此，本发明提供一种对顶部管嘴分组件进行预装置以安装在燃料组件的多根导向套管上的设备，这种预装置设备包括：（a）一个有多个钻孔的底座，钻孔以与导向套管的分布图形相匹配的图形固定在底座中，每个钻孔可以配接装入一根导向套管延伸管的下端部;（b）安置在底座钻孔中的柔性机构，它可以压缩地单独支承延伸管，以便当延伸管可以滑动地通过下部配接板上按照与导向套管相匹配的图形形成的相应孔洞而装入时，可以垂直移动，上述延伸管上具有相应的下制动器，它们附着在配接板下面的延伸管上，以便限制配接板沿延伸管向下移动，而延伸管可以互相独立地垂直移动，直到延伸管的相应的下制动器单独地接合配接板的下表面，以便配接板均匀地支承于所有下制动器上;

（c）定位机构，它可以通过在上部支承板上按照与导向套管相匹配的图形形成的通道而插入，可以插入延伸管的上端部，以便当承压板被支承在多个放置于相应延伸管周围和位于下部配接板之上的螺旋弹簧上面的时候，和当承压板和配接板克服螺旋弹簧的偏压而彼此相向移动的时候，可以使通道与相应的延伸管准直，并将延伸管的上端部引入通道;