大亚湾核电站本体结构

导向管与八层格架和上下管座连接，组成基本的燃料 组件结构骨架。而燃料棒被支撑并夹紧在这个结构骨 架内，棒的间距沿组件的全长保持不变。
每个组件共有289个栅元，设有24根导向管和一根堆内 通量测量管，其余264个栅元装有燃料棒。
大亚湾核电站所采用的是比法国 标准900MW压水堆核电站所用的燃 料组件更为先进的改进型燃料组 件。
7、定位格架
燃料组件中，燃料棒沿长度方向由八层格架夹住定位， 这种定位使棒的间距在组件的设计寿期内得以保持。 格架的夹紧力设计成既使可能发生的振动磨蚀到最小， 又允许有不同的热膨胀滑移，也不致引起包壳的超应 力。
格架由锆-4合金条带制成，呈l7×17正方栅格排列， 条带的交叉处用电子束焊双边点焊连接。外条带比内 条带厚，内条带的端部焊在外条带上，外条带端部由 三道焊缝连接，使格架能在运输及装卸料操作过程中 很好地保护燃料棒。
上管座是一个箱式结构，它起着 燃料组件上部构件的作用，并构 成了一个水腔，加热了的冷却剂 由燃料组件上管座流向堆芯上栅 格板的流水孔。上管座还构成燃 料组件的相关部件的护罩。上管 座由承接板、围板、顶板、四个 板弹簧和相配的零件组成。除了 板弹簧和它们的压紧螺栓用因科 镍 718 制 造 之 外 ， 上 下 管 座 的 所 有零件用304型不锈钢制造。
大亚湾核电站本体结构
图2-1 大亚湾核电站 反应堆本体结构剖面图
堆芯装有157个几何上 和机械上都完全相同 的燃料组件，燃料组 件被安置在承放堆芯 的下栅格板上，外侧 用包络堆芯的堆芯围 板定位。上栅格板放 置在燃料组件顶部的 压紧弹簧上，用以防 止在事故情况下由于 水力不稳定性而使燃 料组件上升。
在格架栅元中，燃料棒的—边由弹簧施力，另一边顶住锆合金条带 上冲出的两个刚性凸起，两边的力共同作用使棒保持中心位置。弹 簧力是由跨夹在锆合金条带上的因科镍718制的弹簧夹子产生的，弹 簧夹子由因科镍718片弯成开口环而制成，然后把夹子跨放在条带上 夹紧定位，并在上下相接面上点焊，以把条带全部围起来。最终成 形的弹簧组合件形成两个相背的弹簧分别顶住相邻栅元的两根燃料 棒，这样，弹簧作用在条带上的力自然抵消了。也就减少了格架的 应力。
通常每年停堆换料一次，更换三分之一堆芯，即52个 燃料组件，新燃烧的加浓度为3.25％。将燃耗最深的 组件卸走，新燃料放入外区，而其余组件则在堆芯内 区按棋盘方式重新布置，使堆芯功率分布尽可能均匀。
2.2核燃料组件
核燃料组件由燃料棒、导向管、定位格架和上下管座 组成，燃料棒呈17×17正方形排列。
缓冲段以下在第一层格架的高度处，导向 管扩径至正常管径，使这层格架与上面各 层格架以相同的方式与导向管相连。
图2-4 导向管的缓冲段结构及 其与下管座的连接
6、通量测量管
放在燃料组件中心位置的通量测量管用来容纳堆芯通 量探测仪的钢护套管。通量测量管由锆-4合金制成， 直径上下一致，其在格架中的固定方法与导向管相同。
组件重量和施加在组件上的轴向载荷，经导向管 传递，通过下管座分布到堆芯下栅格板上。燃料 组件在堆芯中的正确定位由对角线上两个支撑脚 上的孔来保证，这两个孔和堆芯下栅格板上的两 个定位销相配合，作用在燃料组件上的水平载荷 同样通过定位销传送到堆芯支承结构上。
图2-4 导向管的缓冲段结构
4、上管座
2、燃料棒
改进型燃料组件燃料棒的端塞设计 成便于组件中燃料单棒的抽换。端 塞以有一圈径向槽为特点，便于专 用的抽拔工具夹紧燃料棒。
3、下管座
下管座是一个正方形箱式结构，它起着燃料组件 底部构件的作用，又对流入燃料组件的冷却剂起 着流量分配作用。下管座由四个支撑脚和一块方 形孔板组成，都用304型不锈钢制造。
图2-5 燃料组件上×17燃料组件中，导向管占据 24个栅元，它们为控制棒插入和提出提供 了导向的通道。
导向管由一整根锆-4合金管子制成。其下 段在第一和第二格架之间直径缩小，在紧 急停堆时，当控制棒在导向管内接近行程 底部时，它将起缓冲作用。
缓冲段的过渡区呈锥形，以避免管径过快 变化，在过渡区上方开有流水孔，在正常 运行时有一定的冷却水流入管内进行冷却， 而在紧急停堆时水能部分地从管内流出， 以保证控制棒的冲击速度被限制在棒束控 制组件最大的容许速度之内，又使缓冲段 内因减速而产生的最大压力引起导向管的 应力不超过最大许用应力。
为了使导向管端塞定位和连接锁紧，在导向管孔 的四周加工了凹口，锆-4合金制的螺纹塞头拧紧 并焊在导向管的底部。
导向管与下管座的连接借助其螺纹塞头来实现， 螺纹塞头的端部带有一个卡紧的薄壁圆环，用胀 管工具使圆环机械地变形并镶入管座内带凹槽的 扇形孔中；螺纹塞头旋紧在锆合金端塞的螺孔中 将导向管锁紧在下管座中。
但是在下述部位的情况不同：外条带上只有刚性凸起，在导向管栅 元里不需要设置弹簧。
定位格架通过条带上的调节片直接点焊在导向管上与其相连。在格 架的四周外条带的上缘设有导向翼，并按照避免装卸操作时相邻组 件的格架相互干扰的方式来布置。在高通量区的六个格架（即从下 至上第2至第7个格架）在内条带上还设置有搅混翼，以促进冷却剂 流的混合，有利于燃料棒的冷却和传热。
堆芯上 栅格板
堆芯 围板
堆芯下 栅格板
初始堆芯采用三种不同加浓度的 燃料分区布置
加浓度最高的燃料装在堆芯的外围，称为3区，另外两 种较低加浓度的燃料以国际象棋棋盘的方式布置在堆 芯内区，称为1区和2区。
各区所装燃料的加浓度及组件数如下：
1区：53个燃料组件，加浓度为1.80%， 2区：52个燃料组件，加浓度为2.40%， 3区：52个燃料组件，加浓度为3.10%。
突出的特点是当探测出某个组件 有破损的燃料棒而且确定破损燃 料棒的位置之后，可以用乏燃料 池内安装的专用设施更换破损的 燃料棒，从而修复该燃料组件、 重新利用。
1、燃料芯块
直径8.19mm，高度13.5mm的正圆柱体 。 为了减小芯块在温度和辐照作用下的膨胀和肿胀，从
而减少芯块与包壳的相互作用，每个芯块的端面呈浅 碟形。 为获得合适的芯块显微结构，采用粉末压制的制块工 艺并加入一些制孔剂，使烧结后芯块内部存在—些细 孔，即可以容纳绝大部分裂变气体，又使芯块致密化 效应减至最少。