技术摘要：
本发明公开了一种可增强燃料元件间导热的压水堆燃料组件，包括用于形成燃料组件棒束的多根燃料元件，在棒束中，所述燃料元件紧密排列：针对任意一根燃料元件，均有至少一根与之侧面相贴的燃料元件。本燃料组件的结构设计，能在反应堆堆芯裸露情况下有效展平其温度分布  全部
背景技术：
燃料组件是组成核反应堆堆芯的重要部件，在反应堆的整个寿期内安全可靠的发 热并通过冷却剂将热量带出堆芯。在反应堆运行过程中，可能面临稀有事件或极限事故，如 反应堆冷却剂压力边界大破口甚至直径最大管道双端断裂，冷却剂快速闪蒸，反应堆堆芯 裸露。如此时应急堆芯冷却系统因故不能投入运行，反应堆堆芯换热情况将持续恶化，反应 堆堆芯存在熔化的风险，核电厂存在大量放射性物质泄漏的风险。
技术实现要素：
针对上述提出的反应堆在运行过程中，存在的：反应堆堆芯存在熔化的风险，核电 厂存在大量放射性物质泄漏的风险的技术问题，本发明提供了一种可增强燃料元件间导热 的压水堆燃料组件，本燃料组件的结构设计，能在反应堆堆芯裸露情况下有效展平其温度 分布，降低反应堆堆芯融化继而发生大量放射性物质泄漏的风险。 本方案的技术手段如下，一种可增强燃料元件间导热的压水堆燃料组件，包括用 于形成燃料组件棒束的多根燃料元件，在棒束中，所述燃料元件紧密排列：针对任意一根燃 料元件，均有至少一根与之侧面相贴的燃料元件。 本方案的结构设计中，通过设置为：针对任意一根燃料元件，均有至少一根与之侧 面相贴的燃料元件，即本方案提供的燃料元件排列形式，旨在能通过燃料元件自身的导热 和辐射，将燃料元件的热量导出，以在如发生冷却剂快速闪蒸后，在反应堆堆芯裸露情况下 有效展平其温度分布，降低反应堆堆芯融化继而发生大量放射性物质泄漏的风险。采用本 方案，通过增强燃料元件间的导热能力，能在正常运行下有效展平堆芯温度分布，从而提高 热工裕量。 本方案中，所述的燃料元件可为无包壳的金属基弥散燃料、包壳内密实填充的金 属燃料、包壳内带陶瓷燃料芯块的常规燃料。由于现有压水堆堆芯中燃料元件均为多根阵 列，考虑到相贴的燃料元件之间的导热能力，优选将燃料元件设置为横截面呈正方形，且燃 料元件阵列为截面呈正方形的棒束，以考虑棒束中大部分燃料元件位于内侧，这些燃料元 件各侧(四侧)均能够与各侧相邻的燃料元件侧面以正对关系贴合，同理，处于棒束边缘的 燃料元件，转角位置的燃料元件能够有两个与之相贴的燃料元件，转角位置以外的燃料元 件，能够有三个与之相贴的燃料元件，采用这样的方案，不仅可达到强化相接触两燃料元件 之间导热能力的目的，同时采用该方案，燃料元件之间的布置与现行压水堆燃料组件类似， 可较好的与现行压水堆相容。同时采用该方案，相较于现有技术中间隔排列的燃料元件，棒 束整体刚度更强，如地震、事故工况下，可使得堆芯具有更好的结构稳定性，同时在棒束固 定上，采用如格架即可实现燃料元件之间的相互挤压，利用摩擦力，实现燃料元件之间的轴 3 CN 111613350 A 说　明　书 2/5 页 向定位、径向定位。 更进一步的技术方案为： 为实现如在正常运行和中等频率事件下，利用一回路冷却剂，实现燃料元件的有 效冷却，设置为：所述燃料元件为外侧设置有凹槽的条状结构，所述凹槽由燃料元件本体的 一端延伸至另一端； 在棒束上，所述凹槽作为由棒束一端延伸至棒束另一端的第一冷却剂通道。 为减小燃料元件在热应力下被破坏的可能，设置为：任意一根燃料元件上，用于与 其他燃料元件相贴的面上均设置有凹槽。优选的，设置为所述凹槽为半圆形凹槽，且相贴的 两燃料元件配合面上，两个凹槽围成一个为圆孔的第一冷却剂通道，考虑到应力集中问题， 设置为：凹槽的侧面边界与燃料元件侧面光滑过渡。 作为一种可增大相贴两燃料元件接触面积，且各侧均具有第一冷却剂通道，以实 现以相对均匀的方式冷却燃料元件，且燃料元件各侧在其他燃料元件挤压下，均可相对自 由的释放热应力的技术方案，设置为：所述燃料元件的横截面呈正方形，且燃料元件的各侧 面中央均设置有沿着燃料元件长度方向延伸的凹槽； 任意相贴的两燃料元件均为：相贴的两侧面呈正对关系。 更为具体的，针对以上提出的，如以上管座、下管座、导向管形成燃料组件骨架，通 过格架箍紧的方式，实现棒束在燃料组件上的安装，在棒束中，所有燃料元件组成相互之间 可实现热传导的整体，任意两燃料元件传热方式均为以下方式中的一种：通过燃料元件直 接相贴而实现直接热传导；通过其他燃料元件的过渡，实现间接热传导。本方案中，即所有 燃料元件相贴得到一个整体形式的棒束。棒束通过格架箍紧在燃料组件骨架上即可。 针对以上排列形式，为实现在热变形下，避免燃料元件转角处相互挤压，同时使得 燃料元件转角之间亦具有用于作为冷却剂流道的第二冷却剂通道，以实现燃料组件正常工 作和一般事故下，利用冷却剂导出燃料元件上的热量，设置为：所述凹槽为截面呈半圆形的 圆弧形槽；燃料元件侧面的各转角均为倒角，且在棒束中，所述倒角用于形成由棒束一端延 伸至棒束另一端的第二冷却剂通道。如上所述，针对处于棒束内侧的燃料元件，四个相邻的 燃料元件上的倒角汇聚在一处，用于形成一个由四个倒角围成的第二冷却剂通道。优选设 置为所述倒角为圆弧形倒角。 更为完整的，设置为：还包括用于约束棒束形态的格架，所述格架由多块条带围 成，所述条带上还设置有多个相对于条带外侧凸出的凸起，各凸起的顶点作为条带与燃料 元件接触的接触点。区别于传统格架，本方案中，通过设置为条带上设置有凸起，且凸起的 顶点作为条带与燃料元件接触的接触点，采用本方案，利用凸起，可更好的为棒束提供预紧 力或紧箍力。 更为完整的，作为一种更为简单、装配更为方便的燃料组件形式，设置为：还包括 上管座、下管座及多根导向管，各导向管的上端均与上管座固定连接，各导向管的下端均与 下管座固定连接，通过棒束与导向管之间的摩擦力，实现棒束在导向管轴向上和径向上的 位置固定，产生所述摩擦力的正压力源自格架对棒束侧面的压力。 更为完整的，为提高本燃料组件与现有压水堆的相容性，提高格架对棒束的约束 质量，设置为：在棒束中，所有燃料元件组成相互之间可实现热传导的整体，且所述整体呈 长方体；所述格架呈矩形框状，各条带上均设置有用于提供各自与棒束接触点的凸起。 4 CN 111613350 A 说　明　书 3/5 页 更为完整的，为进一步提高格架对棒束的约束质量，设置为：所述格架有多个，且 格架沿着棒束的长度方向间隔排布。 本发明具有以下有益效果： 本方案的结构设计中，通过设置为：针对任意一根燃料元件，均有至少一根与之侧 面相贴的燃料元件，即本方案提供的燃料元件排列形式，旨在能通过燃料元件自身的导热 和辐射，将燃料元件的热量导出，以在如发生冷却剂快速闪蒸后，在反应堆堆芯裸露情况下 有效展平其温度分布，降低反应堆堆芯融化继而发生大量放射性物质泄漏的风险。采用本 方案，通过增强燃料元件间的导热能力，能在正常运行下有效展平堆芯温度分布，从而提高 热工裕量。 附图说明 图1是本发明所述的一种可增强燃料元件间导热的压水堆燃料组件一个具体实施 例的结构示意图； 图2是本发明所述的一种可增强燃料元件间导热的压水堆燃料组件一个具体实施 例中，棒束的结构示意图，该示意图为俯视图、仰视图或剖视图； 图3是本发明所述的一种可增强燃料元件间导热的压水堆燃料组件一个具体实施 例中，燃料元件的结构示意图，该示意图为俯视图、仰视图或剖视图； 图4为图2所示A部的局部放大图。 图中的附图标记分别为：1、燃料组件；2、上管座；3、导向管；4、燃料元件；5、格架； 6、仪表管；7、下管座；8、棒束；9、第一冷却剂通道；10、第二冷却剂通道；11、条带；12、凸起； 13、凹槽；14、倒角。