一种固定防松装置、方法及带盒燃料组件与流程

1.本发明涉及燃料组件技术领域，尤其涉及一种固定防松装置、方法及带盒燃料组件。


背景技术：

2.核燃料组件是反应堆的核心所在，根据应用堆型及反应堆性能指标的不同，燃料组件需综合考虑组件安全性、经济性、加工简便性等诸多因素而设计成不同的形式。按照单组燃料组件是否与周围燃料组件存在冷却剂搅混，可分为带盒燃料组件与开放式燃料组件，前者在燃料棒束外围存在周向封闭包覆的燃料盒，多用于研究堆与快堆中，后者则无该包覆结构，多用于商用压水堆中。
3.燃料组件中，多个零部件之间需进行固定与防松设计，以抵抗反应堆中振动、磨蚀、冲击与疲劳等多种因素造成的燃料组件结构不稳定影响。现有常见的带盒燃料组件中，燃料盒与上、下过渡接头为同种材料，同种材料焊接相容性好、焊缝质量易满足设计要求，二者可通过对接环焊的形式进行连接和固定。
4.而在部分新型带盒燃料组件中，出于相关材料反应堆物理、辐照肿胀等方面的考虑，燃料盒与上、下过渡接头或其余零部件之间并非同种材料，若二者采用以往对接环焊的连接固定方式，存在焊缝质量、焊缝表面质量及连接强度不能达到设计要求的情况，这会对燃料组件在反应堆中的安全性带来重大挑战。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提供一种固定防松装置、方法及带盒燃料组件，可将不同材料进行固定，连接强度及质量可达到核设施要求。
6.本发明提供了一种固定防松装置，包括：第一金属板，第二金属板，连接部件和限位部件；
7.所述第一金属板与第二金属板的材质不同；所述第一金属板上设置有贯穿孔和至少一个开槽，开槽与贯穿孔相连；
8.所述第二金属板上设置有连接孔，
9.所述连接部件穿过贯穿孔插入连接孔内并进行固定；
10.所述开槽内设置有限位部件，所述限位部件与连接部件进行固定连接。
11.优选地，所述第一金属板设置于第二金属板上；或者
12.所述第一金属板设置于外层，所述第二金属板设置于内层。
13.优选地，所述连接部件上端具有凸台。
14.优选地，所述限位部件充满开槽，所述连接部件的凸台处卡接在限位部件上。
15.优选地，所述连接部件与第二金属板的材料相同，所述限位部件与第二金属板的材料相同。
16.优选地，所述连接部件与限位部件之间进行焊接。
17.优选地，所述开槽设置有2～4个。
18.优选地，所述连接部件与连接孔通过螺纹连接。
19.本发明提供了一种固定防松方法，利用上述技术方案所述固定防松装置进行固定。
20.本发明还提供了一种带盒燃料组件，包括上述技术方案所述固定防松装置。
21.与现有技术相比，本发明的固定防松装置可实现小空间、不同材料之间的固定于防松。装置结构简单、占用空间小、可操作性强、上手难度低。燃料组件中应用所述固定防松装置，可实现不同部件之间的有效固定，连接强度及质量可达到核设施要求。
附图说明
22.图1为固定防松装置的结构示意图；
23.图2为固定防松装置的俯视图；
24.图3为使用固定防松装置的带盒燃料组件整体图；
25.图4为使用固定防松装置的带盒燃料组件整体剖视图；
26.图5为使用固定防松装置的带盒燃料组件局部剖视图；
27.图中：1.连接部件；2.限位部件；3.第一金属板；4.第二金属板；5.螺钉；6.防松片；7.吊装头；8.上部围壳；9.上栅板；10.燃料盒；11.下栅板；12.下端头；13.燃料棒束。
具体实施方式
28.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
29.本发明的实施例公开了一种固定防松装置，如图1所示，包括：第一金属板3，第二金属板4，连接部件1和限位部件2；
30.所述第一金属板3与第二金属板4的材质不同；所述第一金属板3上设置有贯穿孔和至少一个开槽，开槽与贯穿孔相连；
31.所述第二金属板4上设置有连接孔；
32.所述连接部件1穿过贯穿孔插入连接孔内并进行固定；
33.所述开槽内设置有限位部件2，所述限位部件2与连接部件1进行固定连接。
34.按照本发明，以下详细所述固定防松装置：
35.第一金属板3及第二金属板4分别具有一定的厚度，且材质不同。
36.两者相互接触。所述第一金属板3设置于第二金属板4上；或者
37.所述第一金属板3设置于外层，所述第二金属板4设置于内层。
38.如图2所示，所述第一金属板3上设置有贯穿孔和至少一个开槽，所述开槽与贯穿孔相连；
39.所述贯穿孔用于与连接部件1进行连接；所述开槽用于放置限位部件2。
40.所述第二金属板4上设置有连接孔，所述连接孔与贯穿孔相通。
41.所述连接部件1穿过贯穿孔插入连接孔内并进行固定；可选地，所述连接部件1与连接孔通过螺纹连接。
42.所述连接部件1上端具有凸台，连接部件1的上端是指靠近第一金属板3的一侧。其
凸台可压紧限位部件2，避免横向的运动。
43.所述连接部件1可具体为螺钉、螺栓或其他具有连接并预加应力能力的部件。优选地，所述连接部件1的材料与第二金属板4相同。
44.所述开槽内设置有限位部件2，所述限位部件2与连接部件1进行固定连接。所述限位部件2充满开槽，所述限位部件所述连接部件的凸台处卡接在限位部件上。所述限位部件2对连接部件1进行固定，防止连接部件1出现横向运动。
45.优选地，所述限位部件2第二金属板4材料相同。
46.为了连接更加牢固，优选地，所述连接部件1与限位部件2之间进行焊接。
47.所述开槽设置1个，还可以是2～4个，增加固定的稳定性。
48.本发明的实施例还公开了一种固定防松方法，利用上述技术方案所述固定防松装置进行固定。
49.即出现两种不同材料进行固定连接时，采用上述技术方案的装置进行固定与防松。
50.本发明的实施例还公开了一种带盒燃料组件，包括上述技术方案所述固定防松装置。
51.带盒燃料组件包括：多个零部件，具体为吊装头、上部围壳，上栅板、下栅板、燃料棒束、燃料棒束、下过渡接头、燃料盒等；
52.所述带盒燃料组件各零部件之间存在多个连接与固定需求，在某一具有固定需求的相连零部件材料相同时，选择螺纹连接与焊接等常规固定连接方式，在相连零部件材料不同时且二者无严格密封要求时，例如燃料盒与上、下过渡接头材料不同，采用本发明方法可对二者进行固定与防松。
53.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的固定防松装置、方法及带盒燃料组件进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
54.实施例1
55.如图1所示，第一金属板3与第二金属板4的固定防松由连接部件1和限位部件2实现。
56.所述第一金属板3与第二金属板4均有一定厚度并堆叠布置，所述第一金属板3有一个贯穿孔，所述第二金属板4中有相同大小的连接孔，连接孔内设有螺纹。第一金属板3上开设置有一个开槽，所述开槽与贯穿孔连接。
57.所述限位部件2放置于第一金属板3的开槽中，并塞紧；
58.所述连接部件1为螺钉结构，穿过第一金属板1的贯穿孔，旋入第二金属板4的连接孔中，并施加预紧力，实现第一金属板3与第二金属板4的初步连接与固定；
59.如图2所示，所述第一金属板3开槽形状与连接部件1和限位部件2一致，限位部件2填满第一金属板3开槽空间，从而实现第一金属板3、第二金属板4、连接部件1与限位部件2横向固定；
60.所述连接部件1与限位部件2接触部分进行点焊，限制连接部件1转动，从而实现连接部件1与限位部件2的防松，同时，第一金属板3与第二金属板4同时完全固定并具备防松能力。
61.实施例2
62.如图3所示，此时本发明固定防松方法中的连接部件1具体形式为螺钉5，限位部件2具体形式为防松片6；
63.如图4所示，所述燃料棒束13处于燃料组件中心位置，吊装头7、上部围壳8、上栅板9、燃料盒10、下栅板11、下端头12依次连接并组成独立通道将燃料棒束13包覆其中。
64.所述吊装头7作用为提升、放置和转运组件过程中的抓取；所述上部围壳8作用为放置反应堆中异物流入燃料组件；所述燃料盒10为流经燃料棒束13的冷却剂提供封闭流道；所述上栅板9连接所述上部围壳8与所述燃料盒10，中心有开孔结构，并提供所述燃料棒束13的上端定位；所述下栅板11连接燃料盒10与所述下端头12，中心有开孔结构，并为所述燃料棒束13提供下端定位；所述下端头12坐立在反应堆堆芯下栅板11中，为组件提供支撑与固定；
65.所述吊装头7、所述上部围壳8、所述上栅板9、所述下栅板11、所述下端头12材料均为不锈钢，所述燃料盒10材料为锆，按照常规焊接方法无法保证焊缝质量、焊缝表面质量与连接强度；
66.为此，应用本发明中的固定防松方法，所述吊装头7与上部围板通过销钉连接，点焊固定，所述上部围壳8与所述上栅板9、所述下栅板11与所述下端头12通过对接环焊固定；
67.如图5所示，所述燃料盒10外套在所述上栅板9、所述下栅板11之外并贴合接触。
68.所述燃料盒10有开槽，所述上栅板9、所述下栅板11均有螺纹孔，所述燃料盒10开槽与所述上栅板9、所述下栅板11螺纹孔位置对应；
69.所述防松片6放入所述燃料盒10开槽中，所述螺钉5插入燃料盒10开槽并旋入所述上栅板9、所述下栅板11螺纹孔中，并施加预紧力，实现所述燃料盒10与所述上栅板9、所述下栅板11的初步连接与固定；
70.所述燃料盒10开槽形状与所述螺钉5与所述防松片6一致，螺钉5与防松片6填满所述燃料盒10开槽空间，从而实现所述燃料盒10、所述上栅板9、所述下栅板11、所述螺钉5与所述防松片6横向固定；
71.所述连接部件1与限位部件2接触部分进行点焊，限制连接部件1转动，从而实现所述螺钉5与所述防松片6的防松，同时，所述燃料盒10与所述上栅板9、所述下栅板11同时完全固定并具备防松能力。
72.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
73.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。