CN102760500A - 一种核电站稳压器波动管结构 - Google Patents

一种核电站稳压器波动管结构 Download PDF

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Abstract

一种缓解和消除热分层的核电站稳压器波动管结构，包括连接稳压器和主管道的波动管，其特征在于，所述波动管与主管道连接段采用旋流混合槽，与稳压器连接段采用光管，旋流混合槽段和光管段通过焊接连接。本发明减轻了传统结构核电站稳压器波动管内反应堆冷却剂热分层现象带来的危害，从而提高核电站安全性。本发明通用性强，可以适用于现有布置形式的稳压器波动管改造，也可用于新设计布置形式的稳压器波动管。

Description

一种核电站稳压器波动管结构
技术领域：
本发明涉及一种核电站热分层的稳压器波动管结构，具体为一种缓解和消除核电站热分层的稳压器波动管结构。
背景技术：
在压水堆核电厂中，波动管连接反应堆主回路和稳压器，是稳压器控制主系统压力的主要传输通道。在运行过程中，来自主回路的流体温度低，密度大，占据波动管截面的下部；来自稳压器的流体温度高，密度小，占据波动管截面的上部，这种现象就是稳压器波动管热分层现象。流体的热分层会引起波动管管壁的温度分层，从而在波动管截面上产生总体弯曲应力和局部热应力，并产生波动管非预期大的位移和支撑载荷。热分层引起的热应力增加可能对波动管的完整性构成威胁，也可能导致超出弹簧性支撑的位移行程。因此，热分层的缓解和消除对于确保核电厂的安全和可靠运行具有重要意义。
对于核电站稳压器波动管热分层的缓解和消除，由于核电发展的需要，很早就开始有相关方法和设备出现。目前，主要有三种缓解和消除稳压器波动管热分层的方法。研究比较多的为改变波动管的布置方式，如将主管道上波动管嘴与水平面夹角由17′改为38度或垂直方向，但是这种方案提升了稳压器的高度，会造成反应堆厂房内布置的困难。专利200920135851.1给出了一种方法，其在波动管与保温层之间布置加热装置，通过对波动管低温部分进行加热来消除热分层，这种方案需要在波动管上安装加热装置、供电电源和温度控制装置，这些设备本身需要独立的供电电源，存在运行的稳定性问题，而且并增加了设备的复杂度、安装难度和检修工作量。韩国专利2012001413-A给出了一种通过波动管段安装加强混合的装置来减轻热分层，同样需要在波动管上需要独立供电的设备，也存在一定的不稳定问题。
发明内容：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种缓解和消除核电站热分层的稳压器波动管结构，其结构简单，既可用于现有布置形式的稳压器波动管改造，也可用于新设计布置形式的稳压器波动管。使用这种新的波动管结构可以缓解和消除波动管热分层现象，提高核电站主回路运行的安全性。具体如下：
一种缓解和消除热分层的核电站稳压器波动管结构，包括连接稳压器和主管道的波动管，所述波动管与主管道连接段采用旋流混合槽，与稳压器连接段采用光管，旋流混合槽段和光管段通过焊接连接。
进一步，与主管道连接段采用旋流混合槽。
进一步，与稳压器连接段采用光管。
进一步，旋流混合槽段和光管段通过焊接连接。
进一步，与所述的旋流混合槽为四槽旋流混合槽。
进一步，四槽旋流混合槽槽距为1000mm，混合槽直径25mm。
本发明的有益效果是：
可以直接应用在现有的稳压器波动管上，只要将原有的与主管道连接的光管段换成本发明的四槽旋流混合槽段即可；也可以应用在新设计稳压器波动管结构上。实施本发明可以提高核电站的安全性。此外，本发明简单实用，便于推广应用。
附图说明：
图1是典型的两环路反应堆冷却剂系统布置简图；
图2是本发明的一种核电站稳压器波动管结构图；
图3是本发明的与主管道连接段采用四槽旋流混合槽结构图；
图4是本发明的四槽旋流混合槽尺寸图；
图5是本发明的与稳压器连接段采用光管结构图；
图6是本发明的四槽旋流混合槽段与光管段连接图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做详细描述。
在压水堆在压水堆核电站中，核燃料在反应堆中发生裂变将核能转变成热能。通过冷却剂系统将反应堆堆芯正常运行时产生的热量传给蒸汽发生器，蒸汽发生器产生推动汽轮发电机组所需的饱和蒸汽。被汽轮机工质冷却的冷却剂再由主泵打回到反应堆内重新吸热，如此循环往复。
如图1所示，目前商用压水堆核电站的冷却剂系统一般都是由两个到四个环路与反应堆压力容器4相连，每个环路都有一台主冷却剂泵6，一台蒸汽发生器5。整个系统共用一台稳压器1。反应堆冷却剂系统依靠稳压器1获得压力控制能力。当反应堆稳态运行时，稳压器把反应堆冷却剂系统的压力控制在正常范围内。在压力容器4和蒸汽发生器5之间的管道称主管道3，稳压器1底部和主管道3热段相连的管道称稳压器波动管2，简称波动管2。
稳压器1上部为汽腔，下部为水腔，汽腔起着稳定压力作用。波动管2是稳压器控制主系统压力的主要传输通道。当主管道3压力偏高时，主冷却剂从主管道3经波动管流向稳压器1；当主管道压力偏低时，主冷却剂从稳压器1经波动管流向主管道3。
如图2所示，一种核电站热分层的稳压器波动管结构，包括连接稳压器1和主管道2的波动管3，波动管2与主管道3连接段采用四槽旋流混合槽2-1，与稳压器1连接段采用光管2-2，旋流混合槽2-1段和光管2-2段通过焊接连接。工作时从主管道3来的高速流体冲击到三通处在惯性的作用下向波动管2内部流动，稳压器1来的高温流体在波动管向主管道3流动。由于四槽旋流混合槽2-1的存在，两股冷热流体会沿着旋流混合槽的方向呈旋转运动，增强混合，使得波动管2内冷热流体间的温度差减小。
如图3和图4所示，与主管道连接段为四槽旋流混合槽，旋流混合槽长3100mm，每个混合槽的直径为25mm，槽距为1000mm。
如图5所示，旋流混合槽段和光管段通过焊接连接。

Claims (6)

1.一种缓解和消除热分层的核电站稳压器波动管结构，包括连接稳压器（1）和主管道（3）的波动管（2），其特征在于，所述波动管与主管道连接段采用旋流混合槽（2-1），与稳压器连接段采用光管（2-2），旋流混合槽（2-1）段和光管（2-2）段通过焊接连接。
2.根据权利要求1所述的稳压器波动管结构，其特征在于：与主管道（3）连接段采用旋流混合槽（2-1）。
3.根据权利要求2所述的稳压器波动管结构，其特征在于：与稳压器（1）连接段采用光管（2-2）。
4.根据权利要求3所述的稳压器波动管结构，其特征在于：旋流混合槽（2-1）段和光管（2-2）段通过焊接连接。
5.根据权利要求1或2所述的稳压器波动管结构，其特征在于：与所述的旋流混合槽（2-1）为四槽旋流混合槽（4）。
6.根据权利要求5所述的稳压器波动管结构，其特征在于：四槽旋流混合槽槽距为1000mm，混合槽直径25mm。
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