CN103377717B - 一种堆芯支承下板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种堆芯支承下板，堆芯支承下板上的每个圆孔包括上部的大孔和下部的小孔，大孔的轴向长度与小孔的轴向长度的比例为8∶1～10∶1；堆芯支承下板包括位于堆芯支承下板中心的具有23％～30％圆孔数的区域I、紧邻区域I四周的具有25％～35％圆孔数的区域II，以及剩余部分的区域III；堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径一致；区域I上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.64～0.66∶1，区域II上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.68～0.70∶1，区域III上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.72～0.74∶1。本发明流量分配均匀，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

一种堆芯支承下板
技术领域
本发明涉及一种堆芯支承下板，特别是涉及一种能够实现不使用流量分配环实现堆内流量均匀分配，流体阻力损失少的堆芯支承下板。
背景技术
美国核管理委员会(NRC)在《核电厂安全分析报告的标准审查大纲》(NUREG-0800)中规定：堆内构件支承结构不仅具有承受堆芯燃料组件和堆芯控制组件的所有重量和载荷，而且具有为反应堆冷却剂提供流道，合理分配注入堆芯流量，并通过堆芯将热量带出反应堆的重要功能。所以均匀的堆芯入口流量分布，为满足反应堆热工设计准则提供了保障，是核电厂安全运行的可靠保证之一。
为了得到均匀的堆芯入口流量分配，需要在冷却剂进入堆芯前，布置合理的流量分配装置，该装置即可确保进入堆芯的流量均匀分配，又能避免下腔室内涡流及振动的产生，同时应尽量减少通过该装置的阻力损失。本申请介绍的分区域变孔径堆芯支承下板与涡流抑制板的组合结构正是为了解决该技术问题而设计的。
传统的流量分配装置多为孔板式结构，即由一层或多层孔板通过一定的支撑叠加而成。但是在三代电站的设计中，引入了“堆芯固定在压力容器内尽可能低的位置，以缩短事故工况下冷却剂再次淹没堆芯所需的时间”的概念，所以当下腔室容积减少，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。
国外新型压水堆的流量分配装置采用了流量分配环与孔板结合的形式，由一个带有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，但流体通过流量分配环时的阻力损失较大。而且堆芯入口流量分配及涡流抑制均依赖于流量分配环，涡流抑制板的作用较小，而流量分配环又是直接焊接在压力容器上，整个寿期内不得更换，风险性较高，一旦出现问题，维修相当困难。
为了克服以上技术缺陷，亟需提供一种新型的堆芯支承下板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不使用流量分配环，实现堆芯入口流量均匀分配，流体阻力损失少，结构简单，便于更换和维修的堆芯支承下板。
为解决上述技术问题，本发明一种堆芯支承下板，以每组燃料组件中心轴为轴，对应每组燃料组件在堆芯支承下板上对称设有4个圆孔，堆芯支承下板上每一横排的圆孔的圆心位于同一直线上，每一纵排的圆孔的圆心位于同一直线上；每个圆孔包括上部的大孔和下部的小孔，大孔的轴向长度与小孔的轴向长度的比例为8∶1～10∶1；堆芯支承下板包括位于堆芯支承下板中心的具有23％～30％圆孔数的区域I、紧邻区域I四周的具有25％～35％圆孔数的区域II，以及剩余部分的区域III；堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径一致；区域I上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.64～0.66∶1，区域II上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.68～0.70∶1，区域III上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.72～0.74∶1。
堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径为68mm～73mm。
堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径为70mm。
堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的轴向长度与小孔的轴向长度的比例为9∶1。
堆芯支承下板的厚度为370mm～420mm。
堆芯支承下板上所有圆孔的小孔位于堆芯支承下板底部的位置处设有外翻的倒角。
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。本发明通过一种分区域变孔径的堆芯支承下板的设计，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，沿着压力容器下封头圆弧面实现转向，通过涡流抑制板，将涡流打散，而后直接流入堆芯支承下板，根据流量较高处对应的圆孔孔径较小，流量较低处对应的圆孔孔径较大的原则，冷却剂通过不同孔径的小孔后，实现堆芯入口流量的均匀分配，满足了堆芯入口流量分配准则。此外因为无流量分配环，使得流体流过下腔室的阻力损失极少。本发明结构简单，便于更换和维修。
附图说明
图1为本发明所提供的一种堆芯支承下板的安装示意图。
图2为本发明所提供的一种堆芯支承下板的俯视图。
图3为本发明所提供的一种堆芯支承下板的仰视图。
图4为本发明所提供的一种堆芯支承下板的圆孔的剖视图。
图中：1为堆芯支承下板，2为涡流抑制板，3为支承柱，4为能量吸收装置，5为防断底板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明堆芯支承下板1的厚度为370mm～420mm。本发明以每组燃料组件中心轴为轴，对应每组燃料组件在堆芯支承下板上对称设有4个圆孔，堆芯支承下板上每一横排圆孔的圆心位于同一直线上，每一纵排圆孔的圆心位于同一直线上；每个圆孔包括上部的大孔和下部的小孔，大孔的轴向长度与小孔的轴向长度的比例为8∶1～10∶1，优选为9∶1；堆芯支承下板1包括位于堆芯支承下板中心的具有23％～30％圆孔数的区域I、紧邻区域I四周的具有25％～35％圆孔数的区域II，以及剩余部分的区域III；堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径一致，直径为68mm～73mm，优选为70mm；区域I上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.64～0.66∶1，区域II上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.68～0.70∶1，区域III上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.72～0.74∶1。堆芯支承下板上所有圆孔的小孔位于堆芯支承下板底部的位置处设有外翻的倒角。
本发明加工完毕后，与燃料组件通过定位销固定，其下通过螺钉安装有若干支承柱3，支承柱3的下端通过螺钉安装有涡流抑制板2，涡流抑制板2的底部通过螺钉固定有若干能量吸收装置4，能量吸收装置4的底部通过螺钉固定有防断底板5。涡流抑制板2的开孔率约40％；能量吸收装置4是由套筒、缓冲器和导柱组成。防断底板5与反应堆压力容器内壁有一定的间隙。当发生堆芯跌落事故时，防断底板5与反应堆压力容器接触，能量吸收装置4产生塑性变形，吸收部分来自堆芯跌落的能量，以较少对反应堆压力容器的冲击。
冷却剂通过反应堆压力容器上两到四个的圆形进口接管进入反应堆，向下经过环形通道进入反应堆的下部腔室，沿着反应堆压力容器1下封头圆弧面实现转向，流过涡流抑制板2后达到堆芯支承下板1；由于有支承柱3的连接，使整个装置具有很好的刚性，足够抵御冷却剂的横向冲击。因为无流量分配环，使得流体流过下腔室的阻力损失极少。通过堆芯支承下板1圆孔结构尺寸分布的优化设计，使流量较高处对应的圆孔孔径较小，流量较低处对应的圆孔孔径较大，实现堆芯入口流量分配均匀，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。

Claims (6)

1.一种堆芯支承下板，以每组燃料组件中心轴为轴，对应每组燃料组件在堆芯支承下板上对称设有4个圆孔，堆芯支承下板上每一横排的圆孔的圆心位于同一直线上，每一纵排的圆孔的圆心位于同一直线上；其特征在于：所述圆孔包括大孔和小孔，大孔在小孔上部，所述大孔的轴向长度与小孔的轴向长度的比例为8：1～10：1；所述堆芯支承下板包括位于堆芯支承下板中心的具有23％～30％圆孔数的区域Ⅰ、紧邻区域Ⅰ四周的具有25％～35％圆孔数的区域Ⅱ，以及剩余部分的区域Ⅲ；所述堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径一致；区域Ⅰ上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.64～0.66:1,区域Ⅱ上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.68～0.70:1,区域Ⅲ上的圆孔的小孔与大孔的直径比为0.72～0.74:1。
2.根据权利要求1所述的一种堆芯支承下板，其特征在于：所述堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径为68mm～73mm。
3.根据权利要求2所述的一种堆芯支承下板，其特征在于：所述堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的直径为70mm。
4.根据权利要求1所述的一种堆芯支承下板，其特征在于：所述堆芯支承下板上所有圆孔的大孔的轴向长度与小孔的轴向长度的比例为9：1。
5.根据权利要求1所述的一种堆芯支承下板，其特征在于：所述堆芯支承下板的厚度为370mm～420mm。
6.根据权利要求1所述的一种堆芯支承下板，其特征在于：所述堆芯支承下板上所有圆孔的小孔位于堆芯支承下板底部的位置处设有外翻的倒角。
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