CN103177780B - 一种压水核反应堆流量分配装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压水核反应堆流量分配装置，其为球碗形网孔结构，分配装置底部下方固定有若干块支撑筋板；在分配装置球碗周向侧壁中上部呈旋转对称布置多排等直径的圆形开孔，每排圆形开孔包括若干个周向均布的圆形孔；在分配装置球碗周向侧壁下部、距离中心轴不同径向距离处设置了三排方形流水孔，每排方形流水孔包括若干个周向布置的方形孔，在有支承筋板处不开方形孔；在分配装置球碗底部中心区域开设有若干个圆形流水孔。本发明结构能较好的满足压力容器下腔室流场的相关要求，且能在堆芯严重事故工况下提供足够的金属填充以满足堆芯熔融的相关要求。同时该结构还具有便于维修检查、降低堆内构件振动等优点。

Description

一种压水核反应堆流量分配装置
技术领域
本发明涉及压水堆核电厂核反应堆设计，具体涉及一种压水核反应堆流量分配装置。
背景技术
核反应堆是核蒸汽供应系统（NSSS）的重要组成部分，核燃料在这里维持可控的链式裂变反应，核裂变产生的能量使流经反应堆的冷却剂温度升高，然后通过冷却剂循环回路将热能从堆芯导出。反应堆冷却剂在堆芯内分布的均匀程度将直接影响到堆芯的温度分布，同时对热管因子，DNBR等堆芯关键安全参数产生重要的影响。
在进入堆芯前，冷却剂的均匀程度具有重要的意义，它关系到堆芯热量能否及时顺利的导出，直接决定了堆芯热点的位置和热管因子的大小，而热管因子直接关系到整个核反应堆乃至整个核电厂的安全，同时影响到核蒸汽的经济性。
同时在核电厂安全评估方面，假设在严重事故工况下发生堆芯熔融（以下简称：IVR），堆芯以下所有堆内构件金属熔化成液态，同压力容器内壁接触，将堆芯热量导出。该事故工况下，需要有足够体积的金属和压力容器内壁接触，从而增大传热面积，以保证压力容器不被熔穿。
鉴于冷却剂均匀程度以及核电厂安全评估的重要性，一种设计性能优良的堆流量分配装置对核反应堆的安全及经济性具有重要意义。
要保证进入堆芯的冷却剂能够均匀分布，关键是在冷却剂进入堆芯前对其进行均匀的分配，而且要尽量减少流量分配过程中涡流的产生，以减少冷却剂压力的损失和振动的产生。
传统的流量分配装置多为孔板式结构，由一层或多层孔板通过一定的支撑叠加而成，这种结构流量分配效果不理想，而且结构和安装相对复杂，不便于维修，而且阻力系数相对较高。
国外新型的流量分配装置采用了分离结构，由一个加工了大量流水孔的流量分配环和一块涡流抑制板相配合而成，这种结构流量分配相对理想，但流量分配环焊接固定在压力容器上，维修相当困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能较好的满足压力容器下腔室流场的相关要求、具有便于维修检查、降低堆内构件振动等优点的压水核反应堆流量分配装置。
实现本发明目的的技术方案：一种压水核反应堆流量分配装置，其为球碗形网孔结构，分配装置底部下方固定有若干块支撑筋板；在分配装置球碗周向侧壁中上部呈旋转对称布置多排等直径的圆形开孔，每排圆形开孔包括若干个周向均布的圆形孔；在分配装置球碗周向侧壁下部、距离中心轴不同径向距离处设置了三排方形流水孔，每排方形流水孔包括若干个周向布置的方形孔，在有支承筋板处不开方形孔；在分配装置球碗底部中心区域开设有若干个圆形流水孔。
如上所述的一种压水核反应堆流量分配装置，所述的支撑筋板有八块，通过连接螺钉固定连接在分配装置底部下方。
本发明的效果在于：
本发明所述的流量分配装置采用了加工了大量流水孔的球碗形网孔结构，该结构能较好的满足压力容器下腔室流场的相关要求，且能在堆芯严重事故工况下提供足够的金属填充以满足堆芯熔融的相关要求。同时该结构还具有便于维修检查、降低堆内构件振动等优点。
本发明的核反应堆流量分配装置主要功能是使从压力容器进口进入的冷却剂，通过环腔后，进入压力容器下腔室流量分配装置后，沿着压力容器下封头圆弧面和流量分配装置底部流水孔实现转向，期间通过其侧面和底部流水孔，来自四周和底面的冷却剂在流量分配装置内进行一定程度的搅混后进入堆芯。由于有八个支承筋板连接固定，使整个流量分配装置具有很好的刚性，足够抵御冷却剂的横向冲击和水力提升力。
通过变更流量分配装置侧面和底部流水孔的大小、数量、形状、位置来调节冷却剂进入堆芯前的分配效果和沿程阻力损失，以满足邻近组件的入口流量分配偏差允许值、最大平均流量，压降等指标。整个装置的金属体积能较好的满足IVR相关要求。
附图说明
图1为本发明所述的一种压水核反应堆流量分配装置剖视图。
图2为流量分配体结构示意图。
图中：1-反应堆压力容器底封头，2-防断底板，3-流量分配装置，4-能量吸收装置，6-圆形孔，7-连接螺钉，8-方形孔，9-圆形流水孔，10-支承筋板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种压水核反应堆流量分配装置作进一步描述。
如图1所示，本发明所述的一种压水核反应堆流量分配装置，其为球碗形网孔结构，分配装置底部下方固定有八块支撑筋板10，八块支撑筋板10通过连接螺钉7固定连接在分配装置底部下方。
在分配装置球碗周向侧壁中上部呈旋转对称布置10排圆形开孔，每排圆形开孔包括100个周向均布的圆形孔6，各排开孔直径不同，从上到下依次是66mm、64mm、62mm、60mm、58mm、56mm、54mm、52mm、50mm和48mm。
在分配装置球碗周向侧壁下部、距离中心轴不同径向距离处设置了3排方形流水孔，从外到内每排周向布置的方形流水孔8的数量分别为56个、40个和24个，在有支承筋板10处不开方形孔。
在分配装置球碗底部中心区域开设有9个直径为80mm的圆形流水孔9。
在本发明中可以在分配装置球碗周向侧壁中上部呈旋转对称布置多排等直径的圆形开孔，每排圆形开孔包括若干个周向均布的圆形孔6；在分配装置球碗周向侧壁下部、距离中心轴不同径向距离处设置了三排方形流水孔，每排方形流水孔包括若干个周向布置的方形孔8；在分配装置球碗底部中心区域开设有若干个圆形流水孔9。通过变更流量分配装置侧面和底部流水孔的大小、数量、形状、位置来调节冷却剂进入堆芯前的分配效果和沿程阻力损失，以满足邻近组件的入口流量分配偏差允许值、最大平均流量，压降等指标。
如图1所示，本发明所述核反应堆流量分配装置3采用球碗形网孔结构，具有设计流量分配均匀，IVR金属体积充足，便于维修检查和降低堆内构件振动等特点。该流量分配装置3的外形轮廓根据下腔室内流体的流动特征采用适当的流线形设计，以有利于下腔室流场的均匀和稳定。流量分配装置3和堆内构件防断底板2有一定的间隙，保证堆芯跌落事故下能量吸收装置4能较好的实现功能。由于整个结构金属体积较大，故能较好的满足IVR相关要求。该流量分配装置加工完成后，该装置作为堆内构件独立的一部分，工作时固定在反应堆压力容器底封头1上，流量分配装置和支承筋板通过螺钉连接，为可拆卸式，便于对流量分配装置进行检查维修。

Claims (5)

1.一种压水核反应堆流量分配装置，其特征在于：该核反应堆流量分配装置为球碗形网孔结构，分配装置底部下方固定有8块支承筋板(10)；
在分配装置球碗周向侧壁中上部呈旋转对称布置10排圆形开孔，每排圆形开孔包括若干个周向均布的圆形开孔(6)；在分配装置球碗周向侧壁下部、距离中心轴不同径向距离处设置了三排方形流水孔，每排方形流水孔包括若干个周向布置的方形流水孔(8)，在有支承筋板(10)处不开方形流水孔；在分配装置球碗底部中心区域开设有若干个圆形流水孔(9)。
2.根据权利要求1所述的一种压水核反应堆流量分配装置，其特征在于：所述的8块支承筋板(10)，通过连接螺钉(7)固定连接在分配装置底部下方。
3.根据权利要求1所述的一种压水核反应堆流量分配装置，其特征在于：每排圆形开孔包括100个周向均布的圆形开孔(6)，各排开孔直径不同，从上到下依次是66mm、64mm、62mm、60mm、58mm、56mm、54mm、52mm、50mm和48mm。
4.根据权利要求1所述的一种压水核反应堆流量分配装置，其特征在于：从外到内每排周向布置的方形流水孔(8)的数量分别为56个、40个和24个，在有支承筋板(10)处不开方形流水孔。
5.根据权利要求1所述的一种压水核反应堆流量分配装置，其特征在于：在分配装置球碗底部中心区域开设有9个直径为80mm的圆形流水孔(9)。
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