[其他]具有一个自由端格架的核燃料组件

说明书

本发明论述了核反应堆的一种燃料组件。这种型式的燃料组件包括一个骨架或构架，它有两个端件并用一些细长的构件或拉杆（如导向管）连接在一起。组件还包括一些定位格架，它们由一个上端格架、一个下端格架和几个中间格架组成。上述定位格架构成了用来夹持燃料元件束使燃料元件固定在正方形网络的节点上的栅元。上述每根燃料元件有一个金属外壳，其两端用液密的塞子封闭，这些塞子将与相应的端格架相啮合。

本发明特别适用于（虽然不仅仅适用于）通常称之为PWR的压水核反应堆。这种反应堆中，沿组件配置的中间格架是用称之为“锆锡合金”（Zircolloy）的锆基合金构成，它具有低的中子吸收截面并在辐射下有软的机械特性。

在上述型式的燃料组件中，定位格架完成几种功能。它们确保在结构上保护组件不受横向冲击，它们使冷却剂流能够混合，以及它们在侧面支撑并固定含有裂变材料的燃料元件。

考虑到定位格架必须允许在组件构架的细长构件和燃料元件之间有不同的位移，可能有二种型式的定位格架。格架要么连接在燃料元件上，要么连接在属于构架或骨架的细长构件上。

文件FR-A-2，088，009说明了一种由两个平行的端件构成的并由有规则地分布在正方网络节点上的拉杆所固定的刚性骨架。拉杆的直径大体上等于燃料棒的直径。定位格架是可滑动地而不是固定地被连接在拉杆上。燃料元件的数量比拉杆多，定位格架与燃料元件一起移动。并且由于在反应堆运行期间内燃料元件的膨胀与拉杆的膨胀不同，所以定位格架在拉杆上滑动。所述组件在不同的定位格架之间设有与拉杆同轴的支座套管，用来限制它们的移动使之不超出予定极限。这种型式的组件具有一些缺点：

-如果燃料元件的伸长达到相当数值的话，上格架在拉杆上的滑动可能过大，则有危及燃料元件束的导向和支撑的危险，并且拉杆的磨损将很大。

-不可能采用（软机械特性的）锆合金作为组件中间部分的定位格架的材料。

-燃料元件支靠在组件下端件上，下端件构成了上述燃料元件的支座支撑，但任何情况下都不可能具有足够的夹紧使得能实现燃料元件的轴向支撑。

本发明的目的是要提供一种改进的核反应堆燃料组件，本发明的一个较特殊的目的是要提供一种组件，这种组件允许组件中间部分配置的中间格架采用一种具有低的中子吸收截面，同时在燃料棒由于温度膨胀而伸长时又可显著地降低作用在燃料棒上的压力的合金。从而降低了燃料棒和组件骨架的变形程度。

为此目的，本发明提供一种核反应堆，它有一个包容冷却剂的容器和一个放置在容器内流过上述冷却剂并包含许多相互靠近的直立核燃料组件的堆芯。

一个核燃料组件包括：

-一个由许多燃料元件组成的元件束，每根燃料元件有一个金属外壳，在其二端用端塞封闭，端塞包括上端塞和下端塞。

一个用来夹持和支撑上述成平行关系的燃料元件束的构架，上述构架有一个上端件和一个下端件，用拉杆将它们刚性地连接在一起。还有许多沿拉杆间隔配置的定位格架，这些格架组成了排列在正方网络节点上的栅元，用来夹紧上述燃料元件。

上述定位格架包括：

二个端格架，包括一个上端格架和一个下端格架。上述上端格架和下端格架中的一个连接到所有燃料元件的相应上端塞或下端塞上，并固定到拉杆上;而上述另一个端格架连接到每个燃料元件的另一个端塞上，并与拉杆可滑动地连接。

许多固定在拉杆上并与燃料元件可滑动地连接的中间格架。

从而燃料元件束可以从上述固定在拉杆上的一个端格架中伸长和收缩，而同时又被构架夹持和支撑。

本发明还提供了一种核反应堆燃料组件，在这种组件中，上述上端格架和下端格架中至少有一个格架中用来夹持燃料元件的栅元包含有弹性叶片装置，并且所有上述燃料元件每个相应的上端塞或下端塞都做有凹槽，用于与上述弹性叶片装置啮合。

本发明还提供一种燃料组件，在这种组件中，弹性叶片装置包括二个对称地配置在相应栅元内的弹性叶片。

本发明还有一个目的是要提供一种组件，在这种组件中上端格架和下端格架中至少有一个是用紧配合方法连接到上述所有燃料元件的相应上端塞或下端塞上，从而上述燃料元件之间可以有不同的膨胀或收缩。

此外，本发明提供一种具有下述特点的组件：

夹紧在燃料元件束一端的端塞上并固定在拉杆或细长构件上的端格架可以是下端格架或上端格架，但用下端格架比较好。