CN103177782A - 一种反应堆下部堆内构件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反应堆下部堆内构件，包容在反应堆压力容器（1）内部，包括堆芯支承下板（2）、流量分配装置（3）、支承柱（4）、能量吸收装置（5）、防断底板（6）和涡流抑制板（7）。本发明通过流量分配装置上设置合适大小、数量、形状和位置的圆孔，实现了冷却剂进入堆芯前很好的分配效果，减少了沿程阻力损失，满足了邻近组件的入口流量分配偏差允许值、最大平均流量等指标。

Description

一种反应堆下部堆内构件
技术领域
本发明压水堆核电厂核反应堆设计技术领域，具体涉及一种反应堆下部堆内构件。
背景技术
压水堆的循环回路包括一回路和二回路，其中一回路完成了反应堆热量的导出，热量通过蒸汽发生器传导到二回路产生蒸汽推动汽轮机发电。一回路主要由反应堆压力容器、堆内构件、燃料组件、蒸汽发生器、主泵、管道等组成。
燃料组件放置在压力容器内，由堆内构件实现支承。核燃料在反应堆内维持可控的链式裂变反应产生能量。核裂变产生的能量由冷却剂吸收，实现对燃料组件的冷却。吸收能量后的冷却剂温度升高，在主泵的强迫循环作用下，经由主管道进入蒸汽发生器，与二回路进行热量的交换，温度降低后的冷却剂重新进入堆芯。
为了令燃料组件得到充分的冷却，冷却剂在进入堆芯前，需要保证其均匀性，所以反应堆的下部堆内构件通常会设置流量分配装置。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。但是当下腔室容积减少，这种结构的流量分配效果变得不再理想，所以需要寻找新的结构来取而代之。
国外新型下部堆内构件的流量分配装置采用了分配环的结构形式，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。这种结构的流量分配相对理想，但由于流量分配环是直接焊接在压力容器上，使得整个寿期内不得更换，风险性较高，除此之外，结构本身的阻力系数较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、流量分配均匀、阻力系数小、便于维修和更换的反应堆下部堆内构件。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种反应堆下部堆内构件，包容在反应堆压力容器内部，包括堆芯支承下板、流量分配装置、支承柱、能量吸收装置、防断底板和涡流抑制板；其中，堆芯支承下板固定于堆芯底部，若干个支承柱安装固定在堆芯支承下板的底部，堆芯支承下板底部同轴安装固定有设有若干圆孔的流量分配装置，堆芯支承下板上开流水孔，支承柱穿过流量分配装置并与堆芯支承下板的底部固定连接，支承柱下端面水平固定连接涡流抑制板，涡流抑制板下部安装固定有若干能量吸收装置，能量吸收装置下安装固定防断底板。
所述涡流抑制板下部安装固定有4个能量吸收装置。
所述流量分配装置包括流量分配环板、与流量分配环板下部周向固定连接的分配底板、与分配底板上表面固定连接的加强柱，流量分配环板、分配底板通过整体锻造或锻环与板材焊接而成为一体，流量分配环板上表面与加强柱的上表面共面。
所述流量分配环板与分配底板形成的角度与压力容器的下封头内表面轮廓匹配。
所述流量分配环板上设有若干凸部，凸部内设有螺纹连接件沉孔。
所述流量分配环板的周向侧壁上设有等直径的圆孔，圆孔呈旋转对称布置。
所述流量分配环板凸部处通常不布置圆孔。
所述分配底板上均匀设有等直径的小圆孔，小圆孔布置旋转对称，每一小圆孔均对应堆芯支承下板上的4个流水孔。
所述分配底板上在支承柱穿过位置开有若干大圆孔，大圆孔比支承柱下端的法兰直径大，支承柱穿过大圆孔与堆芯支承下板固定连接，在大圆孔和支承柱间形成流水环段。
本发明通过流量分配装置上设置合适大小、数量、形状和位置的圆孔，实现了冷却剂进入堆芯前很好的分配效果，减少了沿程阻力损失，满足了邻近组件的入口流量分配偏差允许值、最大平均流量等指标。
附图说明
图1为一种反应堆下部堆内构件结构示意图。
图2为流量分配装置结构示意图。
图中，1-反应堆压力容器，2-堆芯支承下板，3-流量分配装置，4-支承柱，5-能量吸收装置，6-防断底板，7-涡流抑制板，8-流量分配环板，9-分配底板，10-加强柱，11-凸部，12-小圆孔，13-大圆孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
一种反应堆下部堆内构件，包容在反应堆压力容器1内部，包括堆芯支承下板2、流量分配装置3、支承柱4、能量吸收装置5、防断底板6和涡流抑制板7，如图1所示其中。堆芯支承下板2固定于堆芯底部，若干个支承柱4安装固定在堆芯支承下板2的底部，堆芯支承下板2底部同轴安装固定有设有若干圆孔的流量分配装置3，堆芯支承下板2上开流水孔，支承柱4穿过流量分配装置3并与堆芯支承下板2的底部固定连接，支承柱4下端面水平固定连接涡流抑制板7，涡流抑制板7下部安装固定有4个能量吸收装置5，能量吸收装置5下安装固定防断底板6。
流量分配装置3包括流量分配环板8、与流量分配环板8下部周向固定连接的分配底板9、与分配底板9上表面固定连接的加强柱10，流量分配环板8、分配底板9通过整体锻造或锻环与板材焊接而成为一体，流量分配环板8上表面与加强柱10的上表面共面，如图2所示。流量分配环板8与分配底板9形成的角度与压力容器的下封头内表面轮廓匹配，使流量分配环板8与压力容器1形成平滑流道，流道的流通面积没有突然扩大或收缩。流量分配环板8上设有若干凸部11，凸部11内设有螺纹连接件沉孔，用于与堆芯支承下板2固定连接；流量分配环板8的周向侧壁上设有等直径的圆孔，圆孔呈旋转对称布置。流量分配环板8凸部11处通常不布置圆孔。分配底板9上均匀设有等直径的小圆孔12，小圆孔12布置旋转对称，其直径和位置待反应堆确定后通过计算得到，不在本发明保护范围内；每一小圆孔12均对应堆芯支承下板上的4个流水孔。分配底板9上在支承柱4穿过位置开有若干大圆孔13，大圆孔13比支承柱4下端的法兰直径大，支承柱4穿过大圆孔13与堆芯支承下板2固定连接，在大圆孔13和支承柱4间形成流水环段。
流量分配装置3加工组装完后，通过螺钉或焊接与堆芯支承下板2下表面相连接，下方安装能量吸收装置5。流量分配装置3的强度能够支承下部堆内构件的重量，所以能够以流量分配装置3下表面为支承面直接置于存放架上。
下部堆内构件、上部堆内构件、反应堆压力容器1、堆芯等关键部件构成压水核反应堆连接在一回路中。下部堆内构件设置了流量分配装置，目的是保证冷却剂在进入堆芯前足够的均匀。堆芯入口流量分配的均匀程度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。
通过本发明，冷却剂从压力容器进口接管进入后，通过环腔，进入反应堆下腔室的流量分配装置3外侧，沿着压力容器下封头圆弧面实现转向，来自四周和底面的冷却剂通过流量分配环板8侧壁的圆孔、分配底板9的小圆孔12和大圆孔13进入流量分配装置3内，在流量分配装置3内进行一定程度的搅混和重新分配后，均匀的进入堆芯，由于有凸部11、加强柱10和堆芯支承下板的连接，使整个流量分配装置具有很好的刚性，能够抵御冷却剂的冲击。
本发明还可通过改变流量分配装置3流水孔的大小、数量、形状和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、最大平均流量等指标。
上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种反应堆下部堆内构件，包容在反应堆压力容器（1）内部，其特征在于包括堆芯支承下板（2）、流量分配装置（3）、支承柱（4）、能量吸收装置（5）、防断底板（6）和涡流抑制板（7）；其中，堆芯支承下板（2）固定于堆芯底部，若干个支承柱（4）安装固定在堆芯支承下板（2）的底部，堆芯支承下板（2）底部安装固定有设有若干圆孔的流量分配装置（3），堆芯支承下板（2）上开流水孔，支承柱（4）穿过流量分配装置（3）并与堆芯支承下板（2）的底部固定连接，支承柱（4）下端面水平固定连接涡流抑制板（7），涡流抑制板（7）下部安装固定有若干能量吸收装置（5），能量吸收装置（5）下安装固定防断底板（6）。
2.如权利要求1所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于涡流抑制板（7）下部安装固定有4个能量吸收装置（5）。
3.如权利要求1所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于流量分配装置（3）包括流量分配环板（8）、与流量分配环板（8）下部周向固定连接的分配底板（9）、与分配底板（9）上表面固定连接的加强柱（10），流量分配环板（8）、分配底板（9）通过整体锻造或锻环与板材焊接而成为一体，流量分配环板（8）上表面与加强柱（10）的上表面共面。
4.如权利要求3所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于流量分配环板（8）与分配底板（9）形成的角度与压力容器的下封头内表面轮廓匹配。
5.如权利要求3所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于流量分配环板（8）上设有若干凸部（11），凸部（11）内设有螺纹连接件沉孔。
6.如权利要求3所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于流量分配环板（8）的周向侧壁上设有等直径的圆孔，圆孔呈旋转对称布置。
7.如权利要求5所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于流量分配环板（8）凸部（11）处不布置圆孔。
8.如权利要求3所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于分配底板（9）上均匀设有等直径的小圆孔（12），小圆孔（12）布置旋转对称，每一小圆孔（12）均对应堆芯支承下板上的4个流水孔。
9.如权利要求3所述的一种反应堆下部堆内构件，其特征在于配底板（9）上在支承柱（4）穿过位置开有若干大圆孔（13），大圆孔（13）比支承柱（4）下端的法兰直径大，支承柱（4）穿过大圆孔（13）与堆芯支承下板（2）固定连接，在大圆孔（13）和支承柱（4）间形成流水环段。
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