基本介紹
- 中文名：燃料元件架
- 外文名：Fuel element frame
- 學科：反應堆熱工水力
- 其他領域：壓水堆核電廠的運行
- 別稱：燃料元件定位格架
- 材料：鎳基合金 鋯-錫合金
燃料元件架簡介,燃料元件架結構及工作原理,燃料元件架的功能,燃料元件架腐蝕注意,我國研發進展,
燃料元件架簡介
燃料元件架又稱為燃料組件定位格架和彈性定位格架。彈性定位格架是燃料組件中極為重要的部件，它是由沖有插槽的鎳基合金條狀帶插配在一起後，經釺焊而成的，在每個燃料棒位內的六個支承點上，用指形彈簧對燃料棒施加夾緊力，它們既可以把燃料棒夾持住，保持必要的間距，不使它橫向移動，又允許燃料棒在軸向滑動，即容許燃料棒可在軸向自由膨脹，以防止由於熱膨脹產生棒的彎曲。
彈性定位格架
彈性定位格架燃料元件架結構及工作原理
燃料元件架有兩種形式：位於活性區的6個定位格架的條帶有突出的混流翼，以利於在高熱負荷區加強冷卻劑的混合;燃料組件上、下兩端兩個彈性定位格架的條帶上沒有混流翼，而其他方面完全與前一種相同。除8個定位格架之外，增設的3箇中間攪混格架(MSMG)分別布置在第4至第7個格架相鄰兩格架之間，中間攪混格架高度僅18mm，有4個剛性凸台，起加強冷卻劑攪混作用，可使堆芯DNB裕量增加15%~55%，在落棒事故下增加15%,組件橫向剛度也得到提高。控制棒導向管是燃料組件整體的一部分，它插在沒有燃料棒的位置上，與彈性定位格架固定在一起，成為燃料組件的骨架。控制棒導向管與彈性定位架間的固定，是用專門機械對導向管局部脹管來實現的。導向管由鋯-4合金管做成，上下具有兩種不同的直徑，上部直徑大，即具有較大的橫截面，當反應堆要停閉時可以讓控制棒快速插入。
燃料組件定位格架
燃料組件定位格架燃料元件架的功能
燃料元件架的功能主要包括：
- 固定燃料組件上端的位置；
- 當控制棒組件被提起時，承受因冷卻劑橫向流動而引起的力；
- 作為控制棒組件的與驅動軸的導向，保證控制棒組件能順利地在燃料組件內上下移動；
- 確定燃料組件下端的位置；
- 把堆芯重量傳遞給壓力容器法蘭；
- 承受控制棒組件在事故落棒時的重力，並把重力傳遞給壓力容器法蘭；降低壓力容器壁所受的放射線劑量。
燃料元件架腐蝕注意
燃料元件架是堆內的重要結構部件之一，它與元件的接觸形式會直接影響元件的腐蝕行為。在作壓水堆元件組合件的堆內考驗和在堆外動水迴路中作鋯合金管的試驗時，就曾發現與鋯管成線性接觸的定位架，在鹼性水中經一定時間試驗後,鋯管上與定位架的接觸處會出現一種局部的柳葉狀腐蝕,當改用點接觸的定位架後，在同樣的條件下試驗條件下，就沒有出現柳葉狀腐蝕，而只 是均勻腐蝕。 此外，定位架的結構形式對於反應堆的運行功率也會產生直接影響。 據估算，設計合理與結構精良的定位架甚至可使堆的運行功率提高10%左右。
我國研發進展
2014年5月22日上午，隨著最後一個骨架脹接點脹接工作的結束，中核包頭核燃料元件股份有限公司完成了AP1000燃料元件首個國產骨架的試製加工。這標誌著該公司對西屋公司轉讓技術在引進、消化、吸收和創新能力上又邁出了堅實的一步，為AP1000核燃料元件架製造積累了寶貴經驗，為該生產線工藝合格性鑑定和全線打通奠定了堅實的基礎。
