燃料组件格架弹簧刚度模型研究

来源：核动力工程杂志2024年第2期北京时间：

作者：金渊, 周赛, 陈威, 李伟才, 张玉相

单位：中广核研究院有限公司，广东深圳，518031；

摘要：格架弹簧是压水堆燃料组件的关键零部件，其为燃料棒提供夹持功能。刚度是格架弹簧的关键特性，其关系到燃料棒的堆内运行性能。本文基于格架弹簧的结构以及受力特点，给出了格架弹簧的受力分析模型，并推导了理论刚度计算公式，即得到了格架弹簧的理论刚度模型。另外，在商业有限元软件ABAQUS中建立了多种尺寸格架弹簧实体结构的有限元刚度模型，并计算获得了格架弹簧的变形量以及刚度曲线。通过有限元结果与理论刚度模型结果的对比，证明了理论刚度模型的合理性，并分析讨论了理论刚度模型的优缺点。本文首次提出的格架弹簧理论刚度模型可用于代替格架方案设计期间的有限元迭代过程，并能快速获得优化方案的主要设计尺寸。但本文分析方法不能替代实验，在方案固化后仍需开展实验确定格架弹簧的刚度。本文得到的格架弹簧理论模型可为燃料组件格架弹簧参数的快速优化设计提供新的思路。

关键词：燃料组件, 格架弹簧, 刚度, 理论刚度模型, 有限元方法