[科普中国]-燃料元件架

燃料元件架简介

燃料元件架又称为燃料组件定位格架和弹性定位格架。弹性定位格架是燃料组件中极为重要的部件，它是由冲有插槽的镍基合金条状带插配在一起后，经钎焊而成的，在每个燃料棒位内的六个支承点上，用指形弹簧对燃料棒施加夹紧力，它们既可以把燃料棒夹持住，保持必要的间距，不使它横向移动，又允许燃料棒在轴向滑动，即容许燃料棒可在轴向自由膨胀，以防止由于热膨胀产生棒的弯曲。1

燃料元件架结构及工作原理燃料元件架有两种形式：位于活性区的6个定位格架的条带有突出的混流翼，以利于在高热负荷区加强冷却剂的混合;燃料组件上、下两端两个弹性定位格架的条带上没有混流翼，而其他方面完全与前一种相同。除8个定位格架之外，增设的3个中间搅混格架(MSMG)分别布置在第4至第7个格架相邻两格架之间，中间搅混格架高度仅18mm，有4个刚性凸台，起加强冷却剂搅混作用，可使堆芯DNB裕量增加15%~55%，在落棒事故下增加15%,组件横向刚度也得到提高。控制棒导向管是燃料组件整体的一部分，它插在没有燃料棒的位置上，与弹性定位格架固定在一起，成为燃料组件的骨架。控制棒导向管与弹性定位架间的固定，是用专门机械对导向管局部胀管来实现的。导向管由锆-4合金管做成，上下具有两种不同的直径，上部直径大，即具有较大的横截面，当反应堆要停闭时可以让控制棒快速插入。1

燃料元件架的功能燃料元件架的功能主要包括：

固定燃料组件上端的位置；

当控制棒组件被提起时，承受因冷却剂横向流动而引起的力；

作为控制棒组件的与驱动轴的导向，保证控制棒组件能顺利地在燃料组件内上下移动；

确定燃料组件下端的位置；

把堆芯重量传递给压力容器法兰；

承受控制棒组件在事故落棒时的重力，并把重力传递给压力容器法兰；降低压力容器壁所受的放射线剂量。1

燃料元件架腐蚀注意燃料元件架是堆内的重要结构部件之一，它与元件的接触形式会直接影响元件的腐蚀行为。在作压水堆元件组合件的堆内考验和在堆外动水回路中作锆合金管的试验时，就曾发现与锆管成线性接触的定位架，在碱性水中经一定时间试验后,锆管上与定位架的接触处会出现一种局部的柳叶状腐蚀,当改用点接触的定位架后，在同样的条件下试验条件下，就没有出现柳叶状腐蚀，而只 是均匀腐蚀。 此外，定位架的结构形式对于反应堆的运行功率也会产生直接影响。 据估算，设计合理与结构精良的定位架甚至可使堆的运行功率提高10%左右。2

我国研发进展2014年5月22日上午，随着最后一个骨架胀接点胀接工作的结束，中核包头核燃料元件股份有限公司完成了AP1000燃料元件首个国产骨架的试制加工。这标志着该公司对西屋公司转让技术在引进、消化、吸收和创新能力上又迈出了坚实的一步，为AP1000核燃料元件架制造积累了宝贵经验，为该生产线工艺合格性鉴定和全线打通奠定了坚实的基础。