定位格架防勾挂结构设计研究-论文.pdf

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1、Q：!ScienceendTechnologyInnovationHerald研究报告定位格架防勾挂结构设计研究①雷涛彭园陈杰谷明非(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610041)摘要：定位格架是燃料组件中的重要部件之一，其结构设计除考虑热工水力性能及结构力学性能外，还应保证有利于燃料组件的正常装卸料操作。堆芯中相邻燃料组件之间横向间隙较小，为保证燃料组件的装卸料操作顺利，通常在格架外围设计导向结构以避免发生勾挂损伤。本文主要针对商用电站燃料组件装卸料过程中定位格架发生勾挂损伤的现象，从定位格架结构上分析其发生勾挂

2、的原目，并采用三维建模软件(uG)模拟格架相对运动的配合状态，指导格架导向结构的设计。研究表明，现有AFA3G格架导向结构具有一定的导向作用，但在极限配合状态下仍存在因咬合而出现的勾挂问题。本文提出限制外围燃料棒位移，外条带上部设置连续导向翼结构的设计思路，通过三堆模拟以及试验验证，表明谈设计能够有效降低格架的勾挂风险。关键词：定位格架勾挂导向翼中图分类号：TL2文献标识码：A文章编号：l674—098x(20l4)O6(c)-0031-02定位格架是燃料组件的关键部件之一，2定位格架勾挂原因分析约束燃料棒受挤压后发生倾斜，一定程度其主要功

3、能一方面是夹持定位燃料棒以维目前使用的AFA3G定位格架(以下简上增加了位移量导致横向干涉增加。对于上持合理的棒间距，为冷却剂提供合适的棒称AFA3G格架)为了便于燃料组件在堆芯述问题，通过改变限位凸起的位置，取消弹束流道，通过搅混翼实现对流体的搅混作的装卸操作，在其外条带的上下端均设置有簧内侧限位凸起，在格架栅元上下两端设用，提高燃料组件的热工水力性能。另一方导向翼。其结构特征是外条带上端两相邻计一定高度的限为凸起，可以起到限制燃面，由于堆芯内相邻组件间隙仅约lmm，导向翼间的距离为25．19mm，包含了2个料棒横向位移的功能。对于长度接

4、近40001T1IT1燃料组件装卸期燃料棒栅距；外条带下端导向翼之间的距3．2外部导向结构设计间操作，如何防止燃料组件定位格架之间离为l2．595mm(燃料棒栅距)。该种设计从AFA3G勾挂原因及模拟勾挂过程发发生勾挂，是定位格架设计中需要关注的考虑了燃料组件在绝大部分情况下的防勾现，勾挂的根本原因是上下导向翼没有能够重要问题。挂性能，但在某种极限情况下(相邻燃料组实现连续导向，在不发生或较小错位情况下该文主要针对目前商用电站在燃料组件相互压靠的位移达到最大值，且燃料组上下导向翼之间满足连续导向的要求，但在件装卸料期间发生的定位格架外条带损

5、伤件发生1／2栅距的横向错位)，燃料组件轴错位1／2栅距时，再加上格架之间产生横向问题，分析了勾挂发生的原因，采用三维模向位移时可能会引起与相邻燃料组件的定干涉，上下导向翼将互相咬合，燃料组件吊拟的方式模拟勾挂现象，反馈并指导格架位格架发生勾挂，如图2所示。而在实际使装操作中，当遇到此类配合状态，将不可避外围导向翼的外形结构和布置设计，有针对用中，由于燃料组件的弯曲、定位格架外条免出现格架勾挂。因此，格架防勾挂设计要性的增设导向结构，减小组件间由于横向干带导向翼的变形等因素，导致燃料组件在求上下导向翼具有连续导向能力，避免出现涉而导致的勾挂

6、风险，从而设计出导向功装卸料时发生勾挂的几率增加。导向翼之间的咬合问题。能良好，具有防勾挂能力的新型定位格架。图3中采用UG建立AFA3G外条带典型3．2．1导向结构连续布置研究的上下导向翼模型，模拟发生横向干涉以及AFA3G格架外条带上导向翼之间1定位格架的勾挂现象偏移1／2栅距情况下格架间配合状态，从图间隔25．19mrfl，下导向翼之间间隔为目前国内商用大型电站所采用的燃料中可见，在此状态下，上下导向翼咬合即发12．595mlTl，不能实现相邻栅元间的连续组件基本均为法国AFA3G燃料组件，该型生干涉。导向作用。通过加密上导向翼，实现

7、每个栅燃料组件在设计中在格架外条带结构上设元均布置有导向翼，可实现连续导向。但同置了一定数量的导向翼，具有一定的导向能3防勾挂结构设计时，加密导向翼布置后，将一定程度上减小力。2008年，在岭澳核电站换料过程中，发从对AFA3G格架发生勾挂原因分析来边栅元的冷却剂流通面积，影响外围的水现一组燃料组件格架外条带导向翼不整齐，看，主要的影响因素为格架间的相互配合状力特性。为保证格架热工水力性能的相容后在乏燃料水池使用水下摄像头探视，确认态。配合状态分为横向干涉和相对错位，横性，加密导向翼后边栅元的流通面积应与原第四层格架第二面E焊缝下部两个半导

8、向翼向干涉影响了格架间相互侵入所产生的位格架相近。从图4可见，采用连续导向后，即向上卷起。为此，又对水池中的其他组件进移量，而相对错位影响了导向翼之间的相对使在错位了1／2栅距时