CN111524616B - 一种基于增材制造工艺的整体式定位格架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，该定位格架具有多组栅元结构，定位格架整体采用增材制备工艺加工成型；栅元结构的筒壁外侧之间具有导流叶片；栅元结构内设计有凸起或弹簧。本发明的格架以增材制造工艺加工成型，格架强度更高，不易产生局部强度下降的问题。另外，整体成型可以避免由于压力加工、焊接连接等传统加工工艺产生的工艺缺陷，且设备价格低、材料利用率高、生产效率高，本发明在栅元结构之间设置了导流叶片，导流叶片沿栅元结构的延伸方向呈螺旋延伸，其能够对流体起到搅混作用，由于导流叶片的导流作用强，所以能够起到更好的搅混效果，另外由于叶片光滑连续，所以压力损失低，且叶片在栅元内部延伸，安全系数高。

Description

一种基于增材制造工艺的整体式定位格架

技术领域

本发明涉及核燃料的燃料棒定位保持技术领域，尤其涉及一种基于增材制造工艺的整体式定位格架。

背景技术

核燃料组件的定位保持一般需要格架，现有技术中的格架由内部条带和外部条带组成，且内部条带相互交错地插接在一起，以组成方形格栅结构，而通常格架分割有多个格栅，每个该格栅称之为一个格栅单元，简称栅元。

现有技术中，公开号为CN101069242A，申请号为200580040936.6的名为《用于核燃料组件的燃料棒保持格栅和相应的组件》的中国发明专利申请(参见图1至图2所示)；以及授权公告号为CN103563003B，专利号为201280024553.X的名为《用于核燃料组件定位格架的条带、定位格架及核燃料组件》的中国发明专利(参见图3所示)。两篇对比文件公开了现有技术中比较常见的定位格架结构。

经过仔细分析，不难得出现有技术中的定位格架分为内部条带和外部条带，且内部条带之间的交叉点通过焊接固定。多个内部条带通过四个外部条带包围，四个外部条带围成一个方形结构，多组内部条带组成的格栅单元均形成于外部条带围成的方形结构内，而集成时外部条带之间、外部条带与内部条带之间均通过焊接的方式固定。另外，现有技术中的内部条带的某些格栅单元的特定位置上通过焊接固定的方式设置了用以夹持燃料棒的弹簧。最后，现有技术中的外部条带、内部条带以及弹簧均通过对金属板材压力加工制成。

经过仔细研究和分析现有技术中上述的各种结构特征，得出以下现有技术中的格架的缺陷：

1、内部条带和外部条带均由金属板材通过压力加工成型。压力加工成型的结构易产生裂纹、有回弹现象、对设备要求较高、需提前制作模具、且模具造价高、工艺缺陷多且工艺复杂、加工效率低；

2、格架的内部条带和外部条带通过焊接成型。一般采用激光焊或者电子束焊，焊接设备昂贵、造价高；而且焊接缺陷较多、易产生气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边、焊瘤等；

3、在内部条带和外部条带上的局部特征是通过压力加工成型，会造成局部的板材变薄，影响了条带的局部强度。详细参考对比文件1中部件39、48等、以及对比文件2中部件38等；

4、内部条带和外部条带通过焊接连接，在焊缝和焊点处形成了热影响区，降低了寒风和焊点附近的结构强度；

5、为增加格架对流经其内部流体的搅混效果，现有技术中内部条带上设置了搅混翼片(详见对比文件2中部件32)，用以增加流体的横向流动，搅混翼片的存在使得制造增加了难度，而且交换翼片位于内部条带上方，强度较弱，容易因为碰撞而发生损坏。交换翼片的搅混作用不强，增加了流体流经格架的压力损失。

基于上述现有技术中存在的技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种新型栅元结构、以及具有该种新型栅元结构的整体式定位格架。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，以提高整体成型的强度、并降低制造成本、材料利用率、生产效率、该格架压力损失低、安全系数高、搅混效果好。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，该定位格架具有多组圆筒形结构的栅元结构，该定位格架整体采用增材制备工艺加工成型；

该定位格架具有形成于四周的外部围挡、以及形成于所述外部围挡所围空间内部的所述栅元结构；

相邻所述栅元结构的筒壁外侧之间具有导流叶片，且所述导流叶片的数量不小于两个；

所述导流叶片沿所述栅元结构的竖直方向螺旋延伸以与所述栅元结构的筒壁形成为螺旋流道；

所述栅元结构具有：

形成于所述栅元结构的筒壁内侧、并朝向所述栅元结构内部延伸的至少一组实心凸起；以及

形成于所述栅元结构的筒壁内侧、并朝向所述栅元结构内部凸出的至少一个桥形凸起；

位于所述栅元结构的筒壁内侧的所述实心凸起和所述桥形凸起相对布置；

位于所述栅元结构的筒壁内侧的所述实心凸起和所述桥形凸起之间形成为燃料棒的夹持定位空间。

进一步的，所述圆筒形栅元结构内具有两组所述实心凸起，且两组所述实心凸起沿所述圆筒形栅元结构的筒壁内侧呈90°圆心角布置；

每组所述实心凸起相对一侧具有一所述桥形凸起；

所述导流叶片的数量为四个；

靠近所述外部围挡布置的所述栅元结构具有与所述外部围挡固连的肋板。

进一步的，每组所述实心凸起具有两个实心凸起，且两个所述实心凸起分别形成于圆筒形栅元结构的上边缘和下边缘，且两个所述实心凸起的轴线与所述圆筒形栅元结构的轴线平行。

进一步的，所述桥形凸起与所述圆筒形栅元结构的筒壁内侧之间形成为变形空间；

所述桥形凸起为整桥形凸起或半桥形凸起。

进一步的，所述桥形凸起为整桥形凸起；

该整桥形凸起包括整桥结构中间体、以及形成于所述整桥结构中间体两端的整桥结构连接体；

所述整桥结构连接体与所述整桥结构中间体为一体成型结构；

所述整桥结构连接体一端与所述圆筒形栅元结构的筒壁内侧连接、所述整桥结构连接体另一端朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出以与所述整桥结构中间体形成为整桥形凸起结构；

所述整桥形凸起与所述圆筒形栅元结构的筒壁内侧之间为所述变形空间；

所述圆筒形栅元结构的筒壁与所述整桥形凸起对应位置为板体结构或空心结构；

所述圆筒形栅元结构的筒壁与所述整桥形凸起对应位置为板体结构时，所述变形空间内朝向所述整桥形凸起凸出有实心凸起；

位于所述变形空间内的所述实心凸起限制所述整桥结构中间体的变形程度。

进一步的，所述桥形凸起为半桥形凸起；

该半桥形凸起包括半桥结构第一体、以及形成于所述半桥结构第一体一端的半桥结构第二体；

所述半桥结构第一体和半桥结构第二体为一体成型结构；

所述半桥结构第二体一端与所述圆筒形栅元结构的筒壁内侧连接、所述半桥结构第二体另一端朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出以与所述板桥结构第一体形成为板桥凸起结构；

所述半桥形凸起与所述圆筒形栅元结构的筒壁内侧之间为所述变形空间、且所述半桥结构第一体远离所述半桥结构第二体一端为开放结构以被配置为变形区域；

所述圆筒形栅元结构的筒壁与所述半桥形凸起对应位置为板体结构或空心结构；

所述圆筒形栅元结构的筒壁与所述半桥形凸起对应位置为板体结构时：

所述半桥形凸起背面形成有至少部分延伸至所述变形空间内的用以限制所述半桥形凸起变形程度的实心凸起；

所述圆筒形栅元结构的筒壁与所述半桥形凸起对应位置为空心结构时：

所述半桥形凸起的下方形成有限制所述半桥形凸起变形程度的实心凸起或半桥形凸起；

所述圆筒形栅元结构的筒壁与所述半桥形凸起对应位置为空心结构、且所述半桥形凸起的下方形成有半桥形凸起时：

两个所述半桥形凸起的变形区域相对设置，且所述圆筒形栅元结构的筒壁与位于下方的所述半桥形凸起的对应位置为板体结构或空心结构。

进一步的，位于上方的所述半桥形凸起朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出形成有桥形凸起；

所述桥形凸起为整桥形凸起；

该整桥形凸起包括整桥结构中间体、以及形成于所述整桥结构中间体两端的整桥结构连接体；

所述整桥结构连接体与所述整桥结构中间体为一体成型结构；

所述整桥结构连接体一端与位于上方的所述半桥形凸起连接、所述整桥结构连接体另一端朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出以与所述整桥结构中间体形成为整桥形凸起结构。

进一步的，所述外部围挡的外侧面至少设置有一实心凸起或桥形凸起；

所述外部围挡的外侧面形成有桥形凸起时，所述桥形凸起为整桥形凸起和/或半桥形凸起。

进一步的，所述实心凸起与栅元结构的连接处、以及所述实心凸起与外部围挡的连接处均形成有第一沟槽；

所述桥形凸起与栅元结构的投影处、以及所述桥形凸起与外部围挡的投影处均具有第二沟槽；

所述第一沟槽的延伸轨迹沿所述实心凸起底部的圆周轨迹延伸；

所述第二沟槽的延伸轨迹沿所述桥形凸起投影的投影轮廓延伸。

在上述技术方案中，本发明提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，具有以下有益效果：

本发明的定位格架(栅元结构)整体以增材制造工艺加工成型，整体成型的格架强度更高，且不易产生局部强度下降的问题。另外，整体成型可以避免由于压力加工、焊接连接等传统加工工艺产生的工艺缺陷，且设备价格地、材料利用率高、生产效率高，压力损失低、安全系数高、搅混效果好。

本发明在栅元结构之间设置了导流叶片，导流叶片沿栅元结构的延伸方向呈螺旋延伸，其能够对流体起到搅混作用，由于导流叶片的导流作用强，所以能够起到更好的搅混效果，而且导流叶片在定位格架内部，不会因为在安装或运输过程中碰撞而发生损坏，增加了安全性；本申请的导流叶片的流道连续光滑，能够降低流体流经格架的压力损失。

本发明的局部设计更加合理，当采用桥形凸起时，为了能够避免桥形凸起变形过大而提供的夹持力不满足燃料棒的夹持要求，设计了能够与桥形凸起配合并限制桥形凸起变成程度的实心凸起和/或半桥形凸起，这样能够进一步提高夹持作业中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术一中的搅混格架的结构示意图一；

图2为现有技术一中的搅混格架的结构示意图二。

图3为现有技术二中的搅混格架的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的俯视图；

图7为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的剖视图一；

图8为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的剖视图二；

图9为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的整桥形凸起背部形成实心凸起的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的整桥形凸起背部为空心结构的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的整桥形凸起背部为空心结构的剖视图；

图12为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的半桥形凸起背部为板体结构的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的半桥形凸起背部为空心结构的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的半桥形凸起与整桥形凸起结合的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的利用半桥形凸起限制上方半桥形凸起的变形程度的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的导流叶片的布置图；

图17为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的导流叶片的结构示意图；

图18为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的局部放大图一；

图19为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的局部放大图二；

图20为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的沟槽的结构示意图一；

图21为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的栅元结构的沟槽的结构示意图二；

图22为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的实心凸起的沟槽的结构示意图；

图23为本发明实施例提供的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架的桥形凸起的沟槽的结构示意图。

附图标记说明：

1、栅元结构；2、实心凸起；3、桥形凸起；4、导流叶片；10、定位格架；

101、筒壁；

301、整桥结构中间体；302、整桥结构连接体；303、空心结构；304、板体结构；305、半桥结构第一体；306、半桥结构第二体；

501、第一沟槽；502、第二沟槽；

1001、外部围挡；1002、肋板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本实施例公开了一种基于增材制造工艺加工成型的栅元结构，该栅元结构作为核燃料组件的燃料棒的夹持定位单元。

参见图5～图23所示；

本发明的定位格架10具有形成于四周的外部围挡1001、以及形成于外部围挡1001所围空间内部的多组栅元结构1，该定位格架10整体采用增材制备工艺加工成型；

靠近外部围挡1001布置的栅元结构1具有与外部围挡1001固连的肋板1002；

相邻栅元结构1的筒壁外侧之间具有导流叶片4，且该导流叶片4的数量不小于两个；

导流叶片4沿栅元结构1的竖直方向螺旋延伸以与栅元结构1的筒壁101形成为螺旋流道。该栅元结构1被配置为圆筒形栅元结构，该栅元结构1以增材制造工艺加工成型；

另外：

圆筒形栅元结构具有：

形成于圆筒形栅元结构的筒壁101内侧、并朝向圆筒形栅元结构内部延伸的至少一组实心凸起2；以及

形成于圆筒形栅元结构的筒壁101内侧、并朝向圆筒形栅元结构内部凸出的至少一个桥形凸起3；

位于圆筒形栅元结构的筒壁101内侧的实心凸起2和桥形凸起3相对布置；

位于圆筒形栅元结构的筒壁101内侧的实心凸起2和桥形凸起3之间形成为燃料棒的夹持定位空间。

首先，本实施例公开的栅元结构1主要通过增材制造工艺加工成型。增材加工俗称3D打印，该技术融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。该种增材加工工艺相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

本实施例的栅元结构1通过增材制造工艺加工成型，避免了后期焊接连接等繁琐的工作，极大地降低了劳动强度，且由于整体成型，结构强度相比焊接连接等有显著提高。

本实施例的栅元结构1具有导流叶片4，该导流叶片4同样以增材加工工艺一体成型于栅元结构1之间。同时，由于导流叶片4呈螺旋结构延伸，导流叶片4与筒壁101之间形成螺旋上升的流体通道，流体流过导流叶片4后受到通道的导流作用，从而在流出通道后呈螺旋路径流动，能够起到很好的搅混作用。流体通道设置在栅元结构1内部，其受到栅元结构1的保护，不会因为受到撞击而损坏。再者，流体通道内壁连续光滑，且减小了格架高度，能够减小流体流经格架的压力损失。

而本实施例的定位格架10整体采用增材制备工艺加工成型，一体成型的结构强度更高，避免了由于焊接连接、或加压而产生的多种局部缺陷。

具体的，本实施例的栅元结构1作为核燃料组件的燃料棒的夹持定位单元，其被配置为与核燃料组件的燃料棒的外形尺寸和结构匹配的圆筒形栅元结构，该圆筒形栅元结构具有筒壁101，筒壁101内部的空间为燃料棒的夹持定位空间。为了能够有效夹持定位燃料棒，圆筒形栅元结构至少布置有一对上述的实心凸起2和桥形凸起3；实心凸起2能够提供定位基准，而桥形凸起3通过其具有一定形变的特点能够适用燃料棒的外形尺寸和结构，并且在变形后通过恢复力与实心凸起2一起作为夹持燃料棒的夹持结构。

优选的，本实施例中圆筒形栅元结构内具有两组实心凸起2，且两组实心凸起2沿圆筒形栅元结构的筒壁101内侧呈90°圆心角布置；

每组实心凸起2相对一侧具有一桥形凸起3；

导流叶片4的数量为四个。

每组实心凸起2具有两个实心凸起2，且两个实心凸起2分别形成于圆筒形栅元结构的上边缘和下边缘，且两个实心凸起2的轴线与圆筒形栅元结构的轴线平行。

作为本实施例的圆筒形栅元结构的筒壁内侧相对布置的实心凸起2和桥形凸起3的优选的技术方案，为了能够进一步提高夹持定位效果，该圆筒形栅元结构的圆筒内壁优选地设置两组实心凸起2，且每组实心凸起2均具有两个分别形成于圆筒形栅元结构的上边缘和下边缘位置的实心凸起2。当然，本实施例的圆筒形栅元结构的内壁101也是可以仅布置一组实心凸起2，因此，任何拓展性地创新应该都属于本实施例的保护范围。

无论该圆筒形栅元结构内部形成有一组或两组实心凸起2，与其相对/配合的桥形凸起3都需要布置在实心凸起2的对面，以保证两者之间形成为夹持定位空间，最终实现燃料棒的夹持定位。

优选的，上述的桥形凸起3与圆筒形栅元结构的筒壁101内侧之间形成为变形空间；

桥形凸起3为整桥形凸起或半桥形凸起。

作为本实施例的桥形凸起3与实心凸起2的第一种结构形式：

上述的桥形凸起3为整桥形凸起；

该整桥形凸起包括整桥结构中间体301、以及形成于整桥结构中间体301两端的整桥结构连接体302；

整桥结构连接体302与整桥结构中间体301为一体成型结构；

整桥结构连接体302一端与所述圆筒形栅元结构的筒壁101内侧连接、整桥结构连接体302另一端朝向圆筒形栅元结构内部凸出以与整桥结构中间体301形成为整桥形凸起结构；

整桥形凸起与圆筒形栅元结构的筒壁101内侧之间为变形空间；

圆筒形栅元结构的筒壁101与整桥形凸起对应位置为板体结构304或空心结构303；

圆筒形栅元结构的筒壁101与整桥形凸起对应位置为板体结构304时，变形空间内朝向整桥形凸起凸出有实心凸起2；

位于变形空间内的实心凸起2限制整桥结构中间体301的变形程度。

该桥形凸起3和实心凸起2配合的第一种结构形式，实心凸起2为凸出形成于圆筒筒壁的圆柱形凸起(其也可以是楔形或其他形式的实心凸起)，而本实施例的桥形凸起3可以选用整桥形凸起，即其包括整桥结构中间体301和形成于两端的整桥结构连接体302，通过整桥结构连接体302与圆筒形栅元结构的筒壁101的连接，将整桥结构中间体301远离并凸出于圆筒形栅元结构的筒壁101内表面，这样就形成了能够通过挤压而产生形变的桥形凸起结构，与其对面形成的实心凸起2一起作为夹持燃料棒的结构。

另外，作为当桥形凸起3选用整桥形凸起时的优选的技术方案，其可以在整桥形凸起的背面设计一定高度的实心凸起2，这样就可以限制整桥形凸起的变形程度，以保证提供满足夹持定位要求的夹持力。

作为本实施例的桥形凸起3与实心凸起2的第二种结构形式：

上述的桥形凸起3为半桥形凸起；

该半桥形凸起包括半桥结构第一体305、以及形成于半桥结构第一体305一端的半桥结构第二体306；

半桥结构第一体305和半桥结构第二体306为一体成型结构；

半桥结构第二体306一端与圆筒形栅元结构的筒壁101内侧连接、半桥结构第二体306另一端朝向圆筒形栅元结构内部凸出以与半桥结构第一体305形成为板桥凸起结构；

半桥形凸起与圆筒形栅元结构的筒壁101内侧之间为变形空间、且半桥结构第一体305远离半桥结构第二体306一端为开放结构以被配置为变形区域；

圆筒形栅元结构的筒壁101与半桥形凸起对应位置为板体结构304或空心结构303；

圆筒形栅元结构的筒壁101与半桥形凸起对应位置为板体结构304时：

半桥形凸起背面形成有至少部分延伸至变形空间内的用以限制半桥形凸起变形程度的实心凸起2；

圆筒形栅元结构的筒壁101与半桥形凸起对应位置为空心结构303时：

半桥形凸起的下方形成有限制半桥形凸起变形程度的实心凸起2或半桥形凸起；

圆筒形栅元结构的筒壁与半桥形凸起对应位置为空心结构303、且半桥形凸起的下方形成有半桥形凸起时：

两个半桥形凸起的变形区域相对设置，且圆筒形栅元结构的筒壁与位于下方的半桥形凸起的对应位置为板体结构304或空心结构303。

该处的桥形凸起选用了半桥形凸起，具体结构如上所述，该半桥形凸起的一端为开放结构，半桥结构第一体305能够相对于筒壁101变形，其与对面的实心凸起2一起作用于燃料棒的夹持原理基本与上述说明一样，该处不再赘述。

需要说明的是：当桥形凸起3选用了半桥形凸起时，其也有多种变形结构，即圆筒形栅元结构的筒壁与半桥形凸起对应位置为板体结构304或空心结构303，以及与该半桥形凸起配合以限制位于上方的半桥形凸起的变形程度的实心凸起2或半桥形凸起。位于上方的半桥形凸起的下方的凸起结构无论选用实心凸起2还是半桥形凸起，其目的都是为了能够限制位于上方的半桥形凸起的变形程度。当位于下方的凸起选用了半桥形凸起时，其与位于上方的半桥形凸起的开放结构相对布置，以实现约束。同时，当位于下方的凸起结构选用了实心凸起2时，其根据位于上方的半桥形凸起与圆筒形栅元结构的筒壁101之间为板体结构304或空心结构303的不同，可以选择性地将下方的凸起结构集成在远离半桥形凸起的位置，或部分嵌入变形空间的位置。

另外，当桥形凸起3选用了半桥形凸起时，其还可进一步地设计为：

位于上方的半桥形凸起朝向圆筒形栅元结构内部凸出形成有桥形凸起3；

桥形凸起3为整桥形凸起；

该整桥形凸起包括整桥结构中间体301、以及形成于整桥结构中间体301两端的整桥结构连接体302；

整桥结构连接体302与整桥结构中间体301为一体成型结构；

整桥结构连接体302一端与位于上方的半桥形凸起连接、整桥结构连接体302另一端朝向圆筒形栅元结构内部凸出以与整桥结构中间体301形成为整桥形凸起结构。

通过半桥形凸起和整桥形凸起的结合，提供更为可靠的夹持力，以保证燃料棒能够夹持于实心凸起2和桥形凸起3之间。

作为更优选的技术方案：

本实施例中外部围挡1001的外侧面至少设置有一实心凸起2或桥形凸起3；

外部围挡1001的外侧面形成有桥形凸起3时，桥形凸起3为整桥形凸起和/或半桥形凸起。

参见图20～图22所示；

其中，上述的实心凸起2与栅元结构1的连接处、以及实心凸起2与外部围挡1001的连接处均形成有第一沟槽501；

桥形凸起3与栅元结构1的投影处、以及桥形凸起3与外部围挡1001的投影处均具有第二沟槽502；

第一沟槽501的延伸轨迹沿实心凸起2底部的圆周轨迹延伸；

第二沟槽502的延伸轨迹沿桥形凸起3投影的投影轮廓延伸。

本实施例公开的沟槽的作用是降低凸起的刚度，能够弹性设置凸起和弹簧对燃料棒的夹持力，避免在夹持燃料棒时破坏燃料棒的宝桥管。同时，沟槽也能增加栅格之间的流体交换。

在上述技术方案中，本发明提供的一种基于增材制造工艺的定位格架10，具有以下有益效果：

本发明的定位格架10(栅元结构1)整体以增材制造工艺加工成型，整体成型的格架强度更高，且不易产生局部强度下降的问题。另外，整体成型可以避免由于压力加工、焊接连接等传统加工工艺产生的工艺缺陷，且设备价格地、材料利用率高、生产效率高。

本发明在栅元结构1之间设置了导流叶片4，导流叶片4沿栅元结构1的延伸方向呈螺旋延伸，其能够对流体起到搅混作用，由于导流叶片4的导流作用强，所以能够起到更好的搅混效果，而且导流叶片4在定位格架10内部，不会因为在安装或运输过程中碰撞而发生损坏，增加了安全性；本申请的导流叶片4的留到连续光滑，能够降低流体流经格架的压力损失。

本发明的局部设计更加合理，当采用桥形凸起3时，为了能够避免桥形凸起3变形过大而提供的夹持力不满足燃料棒的夹持要求，设计了能够与桥形凸起3配合并限制桥形凸起3变成程度的实心凸起2和/或半桥形凸起，这样能够进一步提高夹持作业中的安全性。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，其特征在于，该定位格架具有多组圆筒形结构的栅元结构(1)，该定位格架(10)整体采用增材制备工艺加工成型；

该定位格架(10)具有形成于四周的外部围挡(1001)、以及形成于所述外部围挡(1001)所围空间内部的所述栅元结构(1)；

相邻所述栅元结构(1)的筒壁外侧之间具有导流叶片(4)，且所述导流叶片(4)的数量不小于两个；

所述导流叶片(4)沿所述栅元结构(1)的竖直方向螺旋延伸以与所述栅元结构(1)的筒壁(101)形成为螺旋流道；

所述栅元结构(1)具有：

形成于所述栅元结构(1)的筒壁(101)内侧、并朝向所述栅元结构(1)内部延伸的至少一组实心凸起(2)；以及

形成于所述栅元结构(1)的筒壁(101)内侧、并朝向所述栅元结构(1)内部凸出的至少一个桥形凸起(3)；

位于所述栅元结构(1)的筒壁(101)内侧的所述实心凸起(2)和所述桥形凸起(3)相对布置；

位于所述栅元结构(1)的筒壁(101)内侧的所述实心凸起(2)和所述桥形凸起(3)之间形成为燃料棒的夹持定位空间；

所述桥形凸起(3)与所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)内侧之间形成为变形空间；

所述外部围挡(1001)的外侧面至少设置有一实心凸起(2)或桥形凸起(3)；

所述外部围挡(1001)的外侧面形成有桥形凸起(3)时，所述桥形凸起(3)为整桥形凸起和/或半桥形凸起；

所述桥形凸起(3)为整桥形凸起时：

该整桥形凸起包括整桥结构中间体(301)、以及形成于所述整桥结构中间体(301)两端的整桥结构连接体(302)；

所述整桥结构连接体(302)与所述整桥结构中间体(301)为一体成型结构；

所述整桥结构连接体(302)一端与所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)内侧连接、所述整桥结构连接体(302)另一端朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出以与所述整桥结构中间体(301)形成为整桥形凸起结构；

所述整桥形凸起与所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)内侧之间为所述变形空间；

所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与所述整桥形凸起对应位置为板体结构(304)或空心结构(303)；

所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与所述整桥形凸起对应位置为板体结构(304)时，所述变形空间内朝向所述整桥形凸起凸出有实心凸起(2)；

位于所述变形空间内的所述实心凸起(2)限制所述整桥结构中间体(301)的变形程度；

所述实心凸起(2)与栅元结构(1)的连接处、以及所述实心凸起(2)与外部围挡(1001)的连接处均形成有第一沟槽(501)；

所述桥形凸起(3)与栅元结构(1)的投影处、以及所述桥形凸起(3)与外部围挡(1001)的投影处均具有第二沟槽(502)；

所述第一沟槽(501)的延伸轨迹沿所述实心凸起(2)底部的圆周轨迹延伸；

所述第二沟槽(502)的延伸轨迹沿所述桥形凸起(3)投影的投影轮廓延伸。

2.根据权利要求1所述的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，其特征在于，所述圆筒形栅元结构内具有两组所述实心凸起(2)，且两组所述实心凸起(2)沿所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)内侧呈90°圆心角布置；

每组所述实心凸起(2)相对一侧具有一所述桥形凸起(3)；

所述导流叶片(4)的数量为四个；

靠近所述外部围挡(1001)布置的所述栅元结构(1)具有与所述外部围挡(1001)固连的肋板(1002)。

3.根据权利要求2所述的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，其特征在于，每组所述实心凸起(2)具有两个实心凸起(2)，且两个所述实心凸起(2)分别形成于圆筒形栅元结构的上边缘和下边缘，且两个所述实心凸起(2)的轴线与所述圆筒形栅元结构的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，其特征在于，所述桥形凸起(3)为半桥形凸起；

该半桥形凸起包括半桥结构第一体(305)、以及形成于所述半桥结构第一体(305)一端的半桥结构第二体(306)；

所述半桥结构第一体(305)和半桥结构第二体(306)为一体成型结构；

所述半桥结构第二体(306)一端与所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)内侧连接、所述半桥结构第二体(306)另一端朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出以与所述半桥结构第一体(305)形成为半桥凸起结构；

所述半桥形凸起与所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)内侧之间为所述变形空间、且所述半桥结构第一体(305)远离所述半桥结构第二体(306)一端为开放结构以被配置为变形区域；

所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与所述半桥形凸起对应位置为板体结构(304)或空心结构(303)；

所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与所述半桥形凸起对应位置为板体结构(304)时：

所述半桥形凸起背面形成有至少部分延伸至所述变形空间内的用以限制所述半桥形凸起变形程度的实心凸起(2)；

所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与所述半桥形凸起对应位置为空心结构(303)时：

所述半桥形凸起的下方形成有限制所述半桥形凸起变形程度的实心凸起(2)或半桥形凸起；

所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与所述半桥形凸起对应位置为空心结构(303)、且所述半桥形凸起的下方形成有半桥形凸起时：

两个所述半桥形凸起的变形区域相对设置，且所述圆筒形栅元结构的筒壁(101)与位于下方的所述半桥形凸起的对应位置为板体结构(304)或空心结构(303)。

5.根据权利要求4所述的一种基于增材制造工艺的整体式定位格架，其特征在于，位于上方的所述半桥形凸起朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出形成有桥形凸起(3)；

所述桥形凸起(3)为整桥形凸起；

该整桥形凸起包括整桥结构中间体(301)、以及形成于所述整桥结构中间体(301)两端的整桥结构连接体(302)；

所述整桥结构连接体(302)与所述整桥结构中间体(301)为一体成型结构；

所述整桥结构连接体(302)一端与位于上方的所述半桥形凸起连接、所述整桥结构连接体(302)另一端朝向所述圆筒形栅元结构内部凸出以与所述整桥结构中间体(301)形成为整桥形凸起结构。