本发明涉及核电工程领域，即核反应堆燃料组件的设计，特别是核反应堆燃料组件定位格架。
背景技术：
1、现代工业的目标是增加配备vver型燃料组件的核电站的能量产量，并增加核电站的燃料使用效率，这需要引入改进的燃料循环。
2、计划使用带有remix和mox燃料的燃料组件来提供燃料循环闭合。由于现有的背景辐射增加，带有这种类型燃料的燃料组件应远程组装，人员在已组装的燃料组件上执行的操作的数量最少，并在燃料组件制造过程中尽量减少浪费。
3、现有的制造燃料组件的技术和定位格架的设计不能完全满足这些要求。现代燃料组件的定位格架具有较高的单元径向刚度，这可能导致燃料组件的外壳和定位格架的单元之间产生显著的接触力。在不使用各种润滑剂和涂层的情况下将燃料组件安装在现代的定位格架中，会在安装燃料组件时产生很大的力，甚至导致燃料组件失去稳定性并在外壳上形成机械损坏，而使用涂层和润滑剂会产生受污染的废物，需要进一步处理。
4、为了确保远程组装和在燃料组件中使用remix和mox燃料，必须降低定位格架单元的径向刚度。这可以通过减少燃料组件/单元对中的干扰或通过改变其形状来降低单元本身的刚度来实现。同时，必须确保在与燃料组件的移动和运行相关的运输和工艺操作过程中将燃料组件稳定地固定在定位格架中；防止燃料组件运行过程中定位格架单元中的燃料组件外壳发生微动磨损，确保在反应堆加热和冷却过程中燃料组件在定位格架单元中的滑动，并补偿燃料组件/单元对中形成的间隙。
5、核反应堆燃料组件定位格架的设计在技术实质和实现结果上与所提出的设计最接近(参见b.a.dementyev.核动力反应堆(nuclear power reactors)，第11版，moscow:energoatomizdat,1990,p.44-原型)，主要呈六边形，包含边缘和单元，每个单元都配备有内法兰，燃料组件安装在内法兰之间。这种定位格架的缺点是，在组装一束燃料组件时，燃料组件穿过定位格架单元时产生的力增加，并且在燃料组件运行期间，单元内法兰和燃料组件外壳之间会形成间隙。
技术实现思路
1、本发明所要求保护的装置要实现的技术目标是优化制造工艺，并通过改进定位格架单元的配置，在燃料组件的组装和操作过程中并行优化燃料组件外壳与定位格架单元之间的相互作用，从而确保燃料组件的远程组装，这降低了单元的径向刚度，并且在操作过程中由冷却剂流产生的力额外地将与燃料组件外壳接触的单元表面压到燃料组件外壳上。
2、本发明的技术结果是降低了单元的径向刚度，从而降低了燃料组件组装过程中燃料组件的负载力，减少了燃料组件组装过程中对燃料组件外壳的机械损坏，以及补偿了燃料组件运行过程中燃料组件外壳和定位格架单元之间的间隙。优化了制造定位格架单元和组装燃料组件的过程。
3、根据本发明第一变体的目的是通过以下方式实现的：在核反应堆燃料组件定位格架中，该定位格架主要呈六边形，并具有沿周边围绕该格架的边缘和单元，每个单元制成多面管的形式并配备有内法兰，根据本发明，单元的内法兰(燃料组件安装在其间)具有平坦表面，该平坦表面通常沿单元长度分为三个部分，该三个部分的两个端部部分平行于单元轴线并具有恒定宽度，内法兰表面的第三部分从第一端部部分过渡到第二端部部分，具有可变宽度并与单元轴线成一定角度，而其与单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分内切圆直径的差异，而位于朝向冷却剂流并与燃料组件接触的单元端部处的第一端部部分的单元中内切圆的直径小于第二端部部分的单元中内切圆的直径，并且小于燃料组件的外径。
4、根据第二变体的目的是通过以下方式实现的：在核反应堆燃料组件定位格架中，该定位格架主要呈六边形，并具有沿周边围绕该格架的边缘和单元，每个单元制成多面管的形式并且配备有内法兰，根据本发明，单元的内法兰(燃料组件安装在其间)具有平坦表面，该平坦表面通常沿单元长度分为三个部分，内法兰表面的两个端部部分平行于单元轴线，其中，第一端部部分朝向过渡的第三部分具有可变宽度，并且第二端部部分具有恒定宽度，而位于朝向冷却剂流并与燃料组件接触的单元端部处的第一端部部分的最小宽度大于第二端部部分的宽度，内法兰表面的第三部分从第一部分过渡到第二部分，具有可变宽度并与单元轴线成一定角度，而与单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分中内切圆的直径差异，而第一端部部分的单元中内切圆的直径小于第二端部部分的单元中内切圆的直径，并且小于燃料组件的外径。
5、根据本发明第三变体的目的是通过以下方式实现的：在核反应堆燃料组件定位格架中，该定位格架主要呈六边形，并具有沿周边围绕该格架的边缘和单元，每个单元制成多面管的形式并配备有内法兰，根据本发明，单元的内法兰(燃料组件安装在其间)具有平坦表面，该平坦表面通常沿单元长度分为三个部分，内法兰表面的第一端部部分与单元轴线成一定角度，内法兰表面的第二端部部分与单元轴线平行，而两个端部部分具有恒定长度，内法兰表面的第三部分从第一部分过渡到第二部分，具有可变宽度并与单元轴线成一定角度，而与单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分内切圆的直径差异，而位于朝向冷却剂流并与燃料组件接触的单元端部处的第一端部部分的单元中内切圆的直径小于第二端部部分的单元中内切圆的直径，并且小于燃料组件的外径。
6、根据本发明第四变体的目的是通过以下方式实现的：在核反应堆燃料组件定位格架中，该定位格架主要呈六边形，并具有沿周边围绕该格架的边缘和单元，每个单元制成多面管的形式并且配备有内法兰，根据本发明，单元的内法兰(燃料组件安装在其间)具有平坦表面，该平坦表面通常沿单元长度分为三个部分，内法兰表面的第一端部部分与单元轴线成一定角度，并朝向过渡的第三部分具有可变宽度，并且内法兰表面的第二端部部分与单元轴线平行并具有恒定宽度，而第一端部部分的最小宽度大于第二端部部分的宽度，并且内法兰表面的第三部分从第一部分过渡到第二部分，具有可变宽度并且与单元轴线成一定角度，而与单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分中内切圆直径的差异，而位于朝向冷却剂流并与燃料组件接触的单元端部处的第一端部部分的单元中的内切圆直径小于第二端部部分的单元中的内切圆直径，并且小于燃料组件的外径。
7、对于本发明的所有四个选项，通过在表面端部(至少在与燃料组件外壳接触的一侧)钝化(斜切或径向圆化)，可以更成功地解决问题。
8、根据本发明的第一和后续变体的单元内法兰表面的计划配置可以扩大单元与燃料组件外壳的接触面积，降低单元的径向刚度，从而降低对燃料组件外壳的机械损坏的可能性，并减少在燃料组件中安装燃料组件时的力；在与冷却剂流相互作用时，法兰表面的不同侧会产生压力差，进而导致流体动力的产生，该流体动力会将法兰表面额外地压向燃料组件外壳，并降低燃料组件/单元对中形成间隙的可能性。优化了制造部件(定位格架单元)和组装燃料组件的过程。
9、根据本发明第二变体的单元内法兰的实现，除其他外，使得在冲压成型操作期间简化从冲压机中移除制造部件成为可能。
10、根据本发明第三变体的单元内法兰的实现额外地确保了第一部分表面侧的单元边缘在组装期间不会弯曲：在安装期间，燃料组件首先与单元的“软”边缘相互作用，然后在从表面的第一端部部分到第三中间部分的过渡点处与其更刚性的部分相互作用。保证了单元和燃料组件之间的张力以及单元对燃料组件的液压压紧。
11、根据本发明第四变体的单元内法兰的实现还改进了部件制造过程的可制造性，因为简化了从冲压机中移除部件的操作，此外还确保了第一部分表面侧的单元边缘在组装期间不会弯曲到更大的程度。
12、根据本发明的所有四种变体，在单元法兰表面的端部至少一侧(主要是与燃料组件外壳接触的一侧)钝化，可以防止燃料组件在沿冷却剂流纵向移动时燃料组件的“咬住(biting)”。
1.一种核反应堆燃料组件定位格架，所述定位格架由沿周边围绕所述格架的边缘和单元组成，每个单元制成多面管的形式并配备有内法兰，其特征在于，所述内法兰设计为，所述单元的内法兰具有平坦表面，所述平坦表面通常沿所述单元长度分为三个部分，所述三个部分的两个端部部分平行于单元轴线并具有恒定宽度，所述内法兰表面的第三部分从第一端部部分过渡到第二端部部分，具有可变宽度并与所述单元轴线成一定角度，其与所述单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分内切圆直径的差异，而位于朝向冷却剂流并与所述燃料组件接触的单元端部处的所述第一端部部分的单元中内切圆的直径小于所述第二端部部分的单元中内切圆的直径，并且小于所述燃料组件的外径。
2.一种核反应堆燃料组件定位格架，所述定位格架由沿周边围绕所述格架的边缘和单元组成，每个单元制成多面管的形式并配备有内法兰，其特征在于，所述内法兰设计为，所述单元的内法兰具有平坦表面，所述平坦表面通常沿所述单元的长度分为三个部分，所述内法兰表面的两个端部部分平行于单元轴线，其中第一端部部分朝向过渡的第三部分具有可变宽度，第二端部部分具有恒定宽度，而位于朝向冷却剂流并与所述燃料组件接触的单元端部处的所述第一端部部分的最小宽度大于所述第二端部部分的宽度，所述内法兰表面的所述第三部分从第一部分过渡到第二部分，具有可变宽度并与所述单元轴线成一定角度，并且与所述单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分内切圆的直径差异，而所述第一端部部分的单元中内切圆的直径小于所述第二端部部分的单元中内切圆的直径，并且小于所述燃料组件的外径。
3.一种核反应堆燃料组件定位格架，所述定位格架由沿周边围绕所述格架的边缘和单元组成，每个单元制成多面管的形式并配备有内法兰，其特征在于，所述内法兰设计为，所述单元的内法兰具有平坦表面，所述平坦表面通常沿所述单元长度分为三个部分，所述内法兰表面的第一端部部分与单元轴线成一定角度，所述内法兰表面的第二端部部分与所述单元轴线平行，而两个端部部分具有恒定长度，所述内法兰表面的第三部分从第一部分过渡到第二部分，具有可变宽度并与所述单元轴线成一定角度，并且与所述单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分内切圆直径的差异，而位于朝向冷却剂流并与所述燃料组件接触的所述单元端部处的所述第一端部部分的单元中内切圆的直径小于所述第二端部部分的单元中内切圆的直径，并且小于所述燃料组件的外径。
4.一种核反应堆燃料组件定位格架，所述定位格架由沿周边围绕所述格架的边缘和单元组成，每个单元制成多面管的形式并配备有内法兰，其特征在于，所述内法兰设计为，所述单元的内法兰具有平坦表面，所述平坦表面通常沿所述单元的长度分为三个部分，所述内法兰表面的第一端部部分与单元轴线成一定角度，并且朝向过渡的第三部分具有可变的宽度，所述内法兰表面的第二端部部分与所述单元轴线平行并且具有恒定宽度，而所述第一端部部分的最小宽度大于所述第二端部部分的宽度，所述内法兰表面的第三部分从第一部分过渡到第二部分，具有可变宽度并且与所述单元轴线成一定角度，并且与所述单元轴线的倾斜角度取决于两个端部部分中内切圆直径的差异，而位于朝向冷却剂流并与所述燃料组件接触的单元端部处的所述第一端部部分的单元中的内切圆直径小于所述第二端部部分的单元中的内切圆直径，并且小于所述燃料组件的外径。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的核反应堆燃料组件定位格架，其中，所述单元的至少一个端部是钝化的。
