本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低壓降下管座、使用該下管座的燃料組件下部組件及燃料組件。

背景技術(shù)：

目前商用壓水堆堆內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)有西屋公司、西門子公司、燃燒工程公司、巴威公司四種類型，每種類型的燃料組件下部支撐構(gòu)件(下堆芯板)均不相同。為配合這四種類型的堆內(nèi)構(gòu)件，燃料組件下管座也有四種類型。

現(xiàn)有西屋類型壓水堆燃料組件的下管座為連接板(又稱匹配板、支撐板，adapterplate)帶四條支撐腿的板凳式結(jié)構(gòu)，在兩條支撐腿之間帶有部分裙邊以提高強(qiáng)度。裙邊下部在兩個(gè)支撐腿之間留有用于與相鄰燃料組件下管座間流體交換的通道?，F(xiàn)有的該種下管座因流體(冷卻劑)從下堆芯板噴射孔進(jìn)入下管座腔室后，會經(jīng)歷突擴(kuò)突縮過程，具有較大的流體壓力損失系數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種降低下管座壓力損失系數(shù)，提高強(qiáng)度的低壓降下管座、使用該下管座的燃料組件下部組件及燃料組件。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種低壓降下管座，包括連接板、數(shù)個(gè)支撐腿以及裙邊；數(shù)個(gè)所述支撐腿間隔連接在所述連接板下方，所述裙邊連接在所述連接板下方和相鄰的所述支撐腿之間，與所述支撐腿一起圍閉在所述連接板周緣下方。

優(yōu)選地，所述裙邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有倒角部，使得所述裙邊的厚度自連接所述連接板的一端向遠(yuǎn)離所述連接板的一端逐漸增大。

優(yōu)選地，所述倒角部的表面為弧面、平面或流線形面。

優(yōu)選地，所述支撐腿和/或所述裙邊遠(yuǎn)離所述連接板的一端外側(cè)設(shè)有倒角。

優(yōu)選地，所述裙邊遠(yuǎn)離所述連接板的底部設(shè)有槽部。

優(yōu)選地，所述槽部的深度小于1mm。

優(yōu)選地，所述連接板上設(shè)有數(shù)個(gè)貫通連接板上下表面的通孔。

本發(fā)明還提供一種燃料組件下部組件，包括下堆芯板以及以上任一項(xiàng)所述的下管座；所述下堆芯板上設(shè)有數(shù)個(gè)貫通的噴射孔，所述下管座安裝在所述下堆芯板上，并且覆蓋在所述噴射孔上。

優(yōu)選地，所述下管座裙邊的倒角部的表面與所述噴射孔的內(nèi)側(cè)面平滑相接。

本發(fā)明還提供一種燃料組件，包括以上任一項(xiàng)所述的下管座或以上任一項(xiàng)所述的燃料組件下部組件。

本發(fā)明的有益效果：裙邊在連接板下方的封閉式設(shè)置，在降低下管座壓力損失系數(shù)的同時(shí)，具有更高的強(qiáng)度，提高下管座的尺寸穩(wěn)定性。在燃料組件中，提供更均勻的下管座出口流場，使得下管座以上燃料棒束區(qū)的流場更加均勻，有利于降低燃料棒下端的流致振動(dòng)水平，降低下管座壓力損失系數(shù)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的低壓降下管座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示下管座的底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的低壓降下管座的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例的低壓降下管座的底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的低壓降下管座的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的燃料組件下部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明一實(shí)施例的燃料組件下部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例的燃料組件下部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明又一實(shí)施例的燃料組件下部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明下管座和現(xiàn)有技術(shù)下管座的cfd分析的幾何模型圖；

圖11是圖10的下管座對應(yīng)的漩渦能量損失示意圖；

圖12是圖10的下管座對應(yīng)的流場分布示意圖；

圖13是圖10的下管座對應(yīng)的壓降示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1、2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的低壓降下管座，用于燃料組件，該下管座可包括連接板10、數(shù)個(gè)支撐腿11以及裙邊12。數(shù)個(gè)支撐腿11間隔連接在連接板10下方，裙邊12連接在連接板10下方和相鄰的支撐腿11之間，與支撐腿11一起圍閉在連接板10周緣下方，可形成連接板10下方的側(cè)板20。側(cè)板20的形成使得支撐腿11之間無通道，阻止冷卻劑在相鄰燃料組件下管座之間流通，降低壓降。

其中，連接板10上設(shè)有數(shù)個(gè)貫通連接板10上下表面的通孔30。在燃料組件中，通孔30一部分用于導(dǎo)向管的插接定位，一部分用于供流體如冷卻劑的縱向流通。

通常，連接板10呈四邊形，支撐腿11設(shè)有四個(gè)分別對應(yīng)在四個(gè)對角處，其主要的承載作用，保證載荷。

每兩個(gè)相鄰的支撐腿11之間連接有一裙邊12，從而連接板10四個(gè)側(cè)邊下方均有裙邊12封閉。數(shù)個(gè)裙邊12在連接板10下方圍出一個(gè)內(nèi)部空間，可供冷卻劑通過。

支撐腿11在寬度上大于裙邊12的寬度，起到支撐作用。

本實(shí)施例中，裙邊12呈平板狀，在高度方向上各處的寬度一致。

如圖3所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的低壓降下管座，與上述第一實(shí)施例不同的是：裙邊12的內(nèi)側(cè)設(shè)有倒角部13，使得裙邊12的厚度自與連接板10連接的一端向遠(yuǎn)離連接板10的一端逐漸增大。

倒角部13的設(shè)置，用于與下堆芯板噴射孔相配合，進(jìn)一步降低壓降。

倒角部13的表面可為平面，進(jìn)一步可優(yōu)化為弧面、流線形面或其它曲面等等。

如圖4、5所示，本發(fā)明第三實(shí)施例的低壓降下管座，與上述第一、第二實(shí)施例不同的是：裙邊12遠(yuǎn)離連接板10的底部設(shè)有槽部14。

槽部14為深度小于1mm的淺槽，使得支撐腿11的底部相對凸出裙邊12，保證載荷傳遞路徑不變(下管座承載面仍在支撐腿11部分)，同時(shí)也避免冷卻劑在相鄰燃料組件下管座之間流通。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，裙邊12遠(yuǎn)離連接板10的一端外側(cè)還設(shè)有倒角15。

根據(jù)需要，倒角15還可設(shè)置在支撐腿11遠(yuǎn)離連接板10的一端外側(cè)，或者延伸至支撐腿11遠(yuǎn)離連接板10的一端外側(cè)，從而整個(gè)側(cè)板20的一端外側(cè)形成有倒角15。

根據(jù)需要，第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的下管座中，裙邊12和/支撐腿11的一端外側(cè)也可設(shè)有倒角。

本發(fā)明的低壓降下管座，在燃料組件中安裝在下堆芯板上。支撐腿11遠(yuǎn)離連接板10的底部可設(shè)有用于安裝的定位銷或定位孔。

如圖6、7所示，本發(fā)明的燃料組件下部組件，包括下堆芯板40以及下管座；該下管座為上述第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中任一種的低壓降下管座。下堆芯板40上設(shè)有數(shù)個(gè)貫通的噴射孔41，下管座安裝在下堆芯板40上，并且覆蓋在噴射孔41上，從而噴射孔41分布在下管座的覆蓋范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，下管座中，裙邊12的內(nèi)側(cè)設(shè)有倒角部13；倒角部13的表面與噴射孔41的內(nèi)側(cè)面平滑相接。

在如圖7所示的一個(gè)實(shí)施例中，倒角部13的表面為平面。

在如圖8所示的一個(gè)實(shí)施例中，倒角部13的表面為弧面。

在如圖9所示的一個(gè)實(shí)施例中，倒角部13的表面為流線形面。

在圖7-圖9所示實(shí)施例中，倒角部13均可與噴射孔41的內(nèi)側(cè)面平滑相接。

本發(fā)明的燃料組件，包括上述第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中任一種下管座或上述的燃料組件下部組件。燃料組件還包括數(shù)個(gè)燃料棒、定位格架、導(dǎo)向管、上管座等，均可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

將本發(fā)明中圖1所示第一實(shí)施例和圖3所示第二實(shí)施例的下管座和現(xiàn)有技術(shù)中的下管座(兩個(gè)支撐腿之間留有通道)進(jìn)行比較，如下：

如圖10所示，從左到右依次為現(xiàn)有技術(shù)的下管座、本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的下管座的cfd分析的幾何模型。

圖11為圖10三個(gè)下管座對應(yīng)的漩渦能量損失示意圖，從左到右依次為現(xiàn)有技術(shù)的下管座、本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的下管座；從圖中可知，本發(fā)明的下管座相較于現(xiàn)有的下管座，減少流體突擴(kuò)，從而減少漩渦能量損失。

圖12為三個(gè)下管座對應(yīng)的流場分布示意圖，從左到右依次為現(xiàn)有技術(shù)的下管座、本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的下管座；從圖中可知，本發(fā)明的下管座較于現(xiàn)有的下管座因漩渦減少，流場更為均勻。

如圖13所示，根據(jù)cfd計(jì)算表明，以現(xiàn)有技術(shù)中下管座(如圖中a)的壓降為0作為對比，使用圖1所示第一實(shí)施例的下管座(如圖中b)，壓降可降低至少1％，使用圖2所示第二實(shí)施例的下管座(如圖中c)，壓降可降低至少8％，且下管座出口、燃料棒束區(qū)的流場更為均勻。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。