技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料組件上管座。

背景技術(shù)

核燃料組件由若干燃料棒、導(dǎo)向管、定位格架及上下管座等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其中，上管座1作為關(guān)鍵部件，起到橫向定位燃料組件、承受和傳遞壓緊力、為冷卻劑提供出口空腔、為燃料組件吊裝提供接口、防止燃料棒彈出等作用。

現(xiàn)有的燃料組件上管座主要由連接板、圍板和框板組成。在圖2中，示出了現(xiàn)有上管座的連接板。連接板大體上為方形，在連接板上開設(shè)有圓形的儀表管連接孔和導(dǎo)向管連接孔以及若干長條形流水孔。現(xiàn)有的上管座存在以下問題：

1．流水孔的布置方式不佳，使流水孔的數(shù)量較少，直接導(dǎo)致連接板上流通面積的比例較低，連接板上下兩側(cè)的壓降較大，這種情況下，需要消耗更多的主泵揚程才能使冷卻水的流動性達(dá)到要求，經(jīng)濟(jì)性欠佳；

2．流水孔為非對稱排列，對燃料組件出口的流場分布有不利影響，冷卻水在通過上管座后再分布時，容易產(chǎn)生橫向流，增加控制棒和可燃毒物棒振動磨蝕而導(dǎo)致失效的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有上管座經(jīng)濟(jì)性不好，對燃料組件出口的流場分布不利的缺陷，提供一種燃料組件上管座。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

燃料組件上管座，主要由連接板、固定在連接板邊緣的圍板和固定在圍板上的框板構(gòu)成，連接板上開設(shè)有用于安裝燃料組件導(dǎo)向管的連接孔A和用于安裝儀表管的連接孔B，在所述連接板上均勻開設(shè)有多個長條形的流水孔，流水孔包括流水孔A和流水孔B，流水孔A和流水孔B的軸線之間存在大于0°的夾角；在所述連接板上，軸向相鄰的兩個流水孔A和兩個流水孔B之間形成連接部；在所述連接板上，徑向相鄰的兩個流水孔A和兩個流水孔B之間形成合圍部；所述連接板上還開設(shè)有中心流水孔，連接孔A、連接孔B和中心流水孔分別設(shè)置于合圍部上。

要克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，其主要應(yīng)解決的技術(shù)問題在于如何更加均勻的布置總面積更大的流水孔。發(fā)明人將流水孔分為不平行的流水孔A和流水孔B，并將流水孔A和流水孔B在整體上以交叉的方式進(jìn)行布置。相對于現(xiàn)有技術(shù)中平行布置的方式，交叉布置的方式能夠在兼顧連接孔A、連接孔B和中心流水孔的布置的同時，盡量多的布置流水孔，提高連接板上流通面積的比例，從而達(dá)到減小連接板上下兩側(cè)壓降的目的。連接部起到維持連接板整體性的作用，在保證連接板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，可以盡量減小連接部的面積，從而使連接板上流通面積的比例達(dá)到最大。另外，受限于連接孔A、連接孔B和中心流水孔的設(shè)置，現(xiàn)有技術(shù)中平行布置的方式在實施時，只能通過設(shè)置不同大小的流水孔來填滿連接板上的剩余空間，并且流水孔的設(shè)置無法做到對稱，這導(dǎo)致通過連接板各處的出水量并不均勻，極大的影響了燃料組件出口的流場分布。而采用交叉的方式進(jìn)行布置，使圍繞連接孔A和連接孔B的流水孔能夠加工成大小一致，并且連接孔A和連接孔B均勻布置。在本發(fā)明中，連接板各處的出水量相同，不會影響燃料組件出口的流場分布，避免了產(chǎn)生橫向流的問題。

作為本發(fā)明的第一種優(yōu)化方案，所述流水孔為矩形。在保證連接板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，矩形流水孔能夠使連接孔A和連接孔B與流水孔的直線距離最近，從而提高了接板上流通面積的比例。

作為本發(fā)明的第二種優(yōu)化方案，所述流水孔的側(cè)面內(nèi)凹形成圓弧面A，圓弧面A的弧度與相鄰的連接孔A、連接孔B或中心流水孔的弧度相匹配。設(shè)置圓弧面A，能夠使流水孔與連接孔A、連接孔B或中心流水孔之間的材料分布更加平均，沒有薄弱部位，在兼顧流通面積比例的同時，也可以減小對連接板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。可以看到的是，在保證連接板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，圓弧面A與連接孔A、連接孔B或中心流水孔之間的距離可以盡量小。

作為本發(fā)明第二種優(yōu)化方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述流水孔的端面外凸形成圓弧面B，使流水孔形成中間窄兩端寬且邊緣平滑的結(jié)構(gòu)，增加了流通面積比例，同時能夠緩解流水孔邊緣容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。

作為本發(fā)明第二種優(yōu)化方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述流水孔的端面外凸形成兩側(cè)為直線的凸角。該優(yōu)化同樣增加了流通面積比例，且該凸角在軸向上的可延伸生長度更長。需要說明的是，凸角的頂部可以為圓弧形，也可以為直夾角或其它形狀。凸角頂部的形狀主要根據(jù)構(gòu)成連接板的材料的物理性質(zhì)進(jìn)行選擇，對于抗應(yīng)力集中性能較好的材料，可以優(yōu)先選擇直夾角，以獲得更長的延伸長度。