CN106875985B - 一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置 - Google Patents

一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106875985B
CN106875985B CN201710204533.5A CN201710204533A CN106875985B CN 106875985 B CN106875985 B CN 106875985B CN 201710204533 A CN201710204533 A CN 201710204533A CN 106875985 B CN106875985 B CN 106875985B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
bottom plate
coolant
adjustment ring
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710204533.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106875985A (zh
Inventor
张宏亮
卢川
方才顺
刘晓
顾益宇
王留兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Power Institute of China
Original Assignee
Nuclear Power Institute of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Power Institute of China filed Critical Nuclear Power Institute of China
Priority to CN201710204533.5A priority Critical patent/CN106875985B/zh
Publication of CN106875985A publication Critical patent/CN106875985A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106875985B publication Critical patent/CN106875985B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/32—Control of nuclear reaction by varying flow of coolant through the core by adjusting the coolant or moderator temperature
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02—Details of handling arrangements
    • G21C19/04—Means for controlling flow of coolant over objects being handled; Means for controlling flow of coolant through channel being serviced, e.g. for preventing "blow-out"
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，包括底板，在底板上交替叠放有圆环板和调整环，螺栓柱穿过圆环板和调整环并将底板固定在堆芯下板下方，在所述的底板上设置有流水孔。本发明在底板上设置多个流水孔的方式，圆筒状结构与反应堆壳体之间作为冷却剂的流经通道，进入堆芯内的冷却剂流向均是从底部向上的方向，即使其有很少量的偏移，在筒状结构的轴线长度上经过向上的运动后，其横向的流动在轴向运动的带领下被逐渐消灭，最终达到堆芯下板时，达到完全向上移动的目的，相对于现有技术中多向流动混合后向上的过程而言，极大的减少甚至消灭了涡流，大大改善了冷却剂的流动稳定性，同时防止了一定尺寸以上的异物损坏主设备。

Description

一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置
技术领域
本发明涉及压水型核反应堆堆内构件，具体涉及一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置。
背景技术
当堆芯冷却剂流量分配不满足要求时，通常会在下腔室设置流量分配结构，以满足热工水力的要求，已知的下腔室流量分配结构主要有筒式结构、板式结构、椭球式结构等形式，这些结构都存在一些问题：如申请号为：CN201210137211.0，名称为：核电站反应堆流量分配结构的技术方案中，固定后的封头形结构与压力容器下封头82在下腔室中形成了一个环形的冷却剂通道84，冷却剂通道84的入口位于环形下降腔86的底部，冷却剂通道84使得冷却剂流道变化较小，因而能有效抑制下腔室底部的漩涡流。又由于封头60上开有大量流水孔600，因此从环形下降腔86进入冷却剂通道84的冷却剂能通过流水孔600进入封头60与堆芯下支承板50之间的腔室88，此时冷却剂的流动方向大多竖直向上，几乎没有漩涡流，而且经过封头60上流水孔600进行第一次分配后，冷却剂已较为均匀；之后冷却剂继续向上流动，进入堆芯下支承板50上的穿孔52，进行第二次分配；又如申请号为：CN201310012032.9，名称为：一种压水核反应堆流量分配装置的技术方案中，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；又如申请号为：CN201210540644.0，名称为：一种核反应堆下腔室筒状流量分配装置的技术方案中，吊篮组件4下端设置有堆芯下支撑板3，所述堆芯下支撑板3支撑在堆芯径向支撑件6上，所述吊篮组件4与压力容器5的内壁之间形成一个下降腔7；所述压力容器5的下封头内处于堆芯下支撑板3下部的区域为下腔室8；反应堆运行时，冷却剂经冷管段进入压力容器5，并经下降腔7流入所述下腔室8；冷却剂在下腔室8内混合后向上穿过堆芯下支撑板3进入堆芯与堆芯内燃料组件进行流动换热，最后经压力容器5的热管段流出压力容器5；筒状流量分配器作为冷却剂的一次分配结构，冷却剂在从反应堆压力容器5与吊篮组件4间的下降腔8进入压力容器下封头内的过程中，接近所述下封头壁面区域的高流速流在经过流量分配筒1以后，其流动方向由向中央区域堆积变化为向边角区域的流水孔流动，从而造成边角区域流水孔获得相对更多的流量，进而使得堆芯下支撑板3的流水通道处原本不均匀的流量分配得到有效改善。
以上三种流量分配结构在使用过程中，经过多年的实验及实际操作，都存在流入堆芯组件的冷却剂流场不均匀的问题，而且存在一定的涡流扰动，造成冷却剂的各处流量不均匀，没有完全起到均匀分配的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，解决现有技术中堆芯冷却剂进入时存在扰动不稳定的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，包括底板，在底板上交替叠放有圆环板和调整环，螺栓柱穿过圆环板和调整环并将底板固定在堆芯下板下方，在所述的底板上设置有流水孔。本发明的堆芯流量分配装置是用于堆芯的构件，现有技术中，特备是背景技术的三种最优秀的流量分配装置，第一种和第二种都是采用碗形的筒体上开设不同方向的孔作为流水孔，使得进入罩体内的冷却剂从不同方向流入，虽然其结构简单，但是，由于流向的不同，又会产生涡流，造成内部冷却剂的涡流扰动，而申请人以前的方案即背景技术中的方案实际上是利用全部水平进入的冷却剂来解决涡流的问题，因此可以大大降低涡流的产生，但是也存在不均匀的问题，申请人对以上三种结构的流量分配装置进行了多年的研究，针对其存在的问题，改进后发明了一种冷却剂分配更加均匀的流量分配装置，通过采用多个交替叠放的圆环板和调整环形成圆筒状，其底部的底板通过螺栓柱连接在堆芯下板下方，在底板上设置多个流水孔的方式，圆筒状结构与反应堆壳体之间作为冷却剂的流经通道，在全部进入到底板下放后，从流水孔进入，如此，进入堆芯内的冷却剂流向均是从底部向上的方向，即使其有很少量的偏移，在筒状结构的轴线长度上经过向上的运动后，其横向的流动在轴向运动的带领下被逐渐消灭，最终达到堆芯下板时，达到完全向上移动的目的，相对于现有技术中多向流动混合后向上的过程而言，极大的减少甚至消灭了涡流，大大改善了冷却剂的流动稳定性。
所述的圆环板和调整环的外径不同，组合后形成环状的凹槽结构。本发明的第二个改进点是采用不同外径的圆环板和调整环进行交替叠加，组成的圆筒状结构表面形成有多个环形的凹槽，圆筒状结构与反应堆壳体之间形成的间隙为冷却剂流道，多个环形凹槽的结构使得冷却剂留到的宽度出现多次的阶跃，即突然的增加或突然的减小，如此的阶跃结构，使得冷却剂发生搅动作用，使得冷却剂在进入底板之前进行充分的搅动混合均匀，如此形成混合均匀的冷却剂然后从底板的流水孔进入，直接向上流动进入到堆芯，大大改善了流场，实现了堆芯流量均匀分配的目的。
紧固件将压块固定在底板上，覆盖流水孔的滤网通过压块固定在底板上。进一步讲，申请人发现现有的分配装置在使用过程中，出现过因堆内异物导致的堆芯或其它主设备损坏的事故，为了解决该问题，申请人通过对流水孔进行了改进，通过在流水孔上覆盖滤网，将滤网固定安装在底板上，从而实现对异物的过滤功能，避免异物对对性造成损坏。
在圆环板上开设有若干台阶孔，用于穿过螺栓柱并固定调整环，调整环的上端面与圆环板采用H7/s6过盈配合，调整环的下端面与圆环板采用间隙配合连接。进一步讲，申请人在对本发明的技术方案进行调试过程中发现，通过设置台阶孔作为螺栓柱的穿过孔，同时采用调整环的上端面与圆环板采用H7/s6过盈配合，调整环的下端面与圆环板采用间隙配合连接的方式，可以非常便于拆装，同时，可以实现调节两个圆环板之间的间距，从而调整整体的高度，以适应反应堆的结构。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，通过采用多个交替叠放的圆环板和调整环形成圆筒状，其底部的底板通过螺栓柱连接在堆芯下板下方，在底板上设置多个流水孔的方式，圆筒状结构与反应堆壳体之间作为冷却剂的流经通道，在全部进入到底板下放后，从流水孔进入，如此，进入堆芯内的冷却剂流向均是从底部向上的方向，即使其有很少量的偏移，在筒状结构的轴线长度上经过向上的运动后，其横向的流动在轴向运动的带领下被逐渐消灭，最终达到堆芯下板时，达到完全向上移动的目的，相对于现有技术中多向流动混合后向上的过程而言，极大的减少甚至消灭了涡流，大大改善了冷却剂的流动稳定性；
2、本发明一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，采用不同外径的圆环板和调整环进行交替叠加，组成的圆筒状结构表面形成有多个环形的凹槽，圆筒状结构与反应堆壳体之间形成的间隙为冷却剂流道，多个环形凹槽的结构使得冷却剂留到的宽度出现多次的阶跃，即突然的增加或突然的减小，如此的阶跃结构，使得冷却剂发生搅动作用，使得冷却剂在进入底板之前进行充分的搅动混合均匀，如此形成混合均匀的冷却剂然后从底板的流水孔进入，直接向上流动进入到堆芯，大大改善了流场，实现了堆芯流量均匀分配的目的；同时，小尺寸凹槽以及底部滤网的配合使用，阻止了一定尺寸以上的异物进入堆芯和在冷却剂系统中的循环，将其留在了反应堆压力容器下降环腔与下腔室间的空间内，杜绝了异物损坏反应堆冷却剂系统主设备的可能性，提高了反应堆的固有安全性。
3、本发明一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，通过设置台阶孔作为螺栓柱的穿过孔，同时采用调整环的上端面与圆环板采用H7/s6过盈配合，调整环的下端面与圆环板采用间隙配合连接的方式，可以非常便于拆装，同时，可以实现调节两个圆环板之间的间距，从而调整整体的高度，以适应反应堆的结构。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明局部结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-堆芯下板，2-圆环板，3-调整环，4-底板，5-螺栓柱，6-流水孔，7-滤网，8-压块，9-紧固件，10-反应堆壳体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，包括采用同牌号奥氏体不锈钢制成的堆芯下板1、圆环板2、调整环3、底板4、螺栓柱5、流水孔6、滤网7、压块8、紧固件9，当吊篮组件组装完成后，将吊篮组件倒置，然后将四个圆环板2和四个调整环3交替叠放，在圆环板2上开设有若干台阶孔，用于穿过螺栓柱5并固定调整环3，调整环3的上端面与圆环板2采用H7/s6过盈配合，调整环3的下端面与圆环板2采用间隙配合连接；最上方放置一个底板4，在圆环板2上设置有多个台阶孔，利用螺栓柱5穿过台阶孔并连接到堆芯下板1的底部，拧紧固定并采取防松措施；圆环板2与调整环3的叠放层数，与反应堆下腔室结构尺寸相匹配，然后将压块8与滤网7的边缘焊接，然后将滤网7铺设在底板4上，使得滤网7覆盖所有的流水孔6，然后利用紧固件9将压块固定在底板4上；不同外径的圆环板2和调整环3进行交替叠加，组成的圆筒状结构表面形成有多个环形的凹槽，圆筒状结构与反应堆壳体10之间形成的间隙为冷却剂流道，多个环形凹槽的结构使得冷却剂留到的宽度出现多次的阶跃，即突然的增加或突然的减小，如此的阶跃结构，使得冷却剂发生搅动作用，使得冷却剂在进入底板之前进行充分的搅动混合均匀，如此形成混合均匀的冷却剂然后从底板的流水孔进入，直接向上流动进入到堆芯，大大改善了流场，实现了堆芯流量均匀分配的目的，同时防止了一定尺寸以上的异物损坏主设备。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，其特征在于：包括底板(4)，在底板(4)上交替叠放有圆环板(2)和调整环(3)，螺栓柱(5)穿过圆环板(2)和调整环(3)并将底板(4)固定在堆芯下板(1)下方，在所述的底板(4)上设置有流水孔(6)；所述的圆环板(2)和调整环(3)的外径不同，组合后形成环状的凹槽结构。
2.根据权利要求1所述的一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，其特征在于：紧固件(9)将压块(8)固定在底板(4)上，覆盖流水孔(6)的滤网(7)通过压块(8)固定在底板(4)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置，其特征在于：在圆环板(2)上开设有若干台阶孔，用于穿过螺栓柱(5)并固定调整环(3)，调整环(3)的上端面与圆环板(2)采用H7/s6过盈配合，调整环(3)的下端面与圆环板(2)采用间隙配合连接。
CN201710204533.5A 2017-03-31 2017-03-31 一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置 Active CN106875985B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710204533.5A CN106875985B (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710204533.5A CN106875985B (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106875985A CN106875985A (zh) 2017-06-20
CN106875985B true CN106875985B (zh) 2018-09-11

Family

ID=59161182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710204533.5A Active CN106875985B (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106875985B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112185601B (zh) * 2020-09-30 2022-02-01 中国核动力研究设计院 一种反应堆双板均流式流量分配装置及分流结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101779254A (zh) * 2007-08-31 2010-07-14 三菱重工业株式会社 原子反应堆
CN201930616U (zh) * 2011-01-13 2011-08-17 中广核工程有限公司 一种核反应堆堆内构件过滤装置
CN103871503A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 中国核动力研究设计院 一种核反应堆下腔室板状流量分配装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257971A (ja) * 2001-02-28 2002-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉容器
US7245689B2 (en) * 2003-06-18 2007-07-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd Nuclear reactor internal structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101779254A (zh) * 2007-08-31 2010-07-14 三菱重工业株式会社 原子反应堆
CN201930616U (zh) * 2011-01-13 2011-08-17 中广核工程有限公司 一种核反应堆堆内构件过滤装置
CN103871503A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 中国核动力研究设计院 一种核反应堆下腔室板状流量分配装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106875985A (zh) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9305668B2 (en) Pressurized water reactor flow skirt apparatus
KR101129735B1 (ko) 원자로
CN102800371B (zh) 核电站反应堆流量分配结构
US20110096890A1 (en) Modular radial neutron reflector
CN106104700B (zh) 低压降核燃料组件底部喷嘴
CN104813410B (zh) 具有重径向中子反射器的核反应堆
CN106875985B (zh) 一种用于堆内构件下腔室的堆芯流量分配装置
JPH0797147B2 (ja) 加圧水型原子炉
CN103871503A (zh) 一种核反应堆下腔室板状流量分配装置
CN1971766A (zh) 压水核反应堆容器
US20070183556A1 (en) Terminal end-piece for a fuel assembly having an arrangement for maintaining the ends of the rods and corresponding assembly
US4187147A (en) Recirculation system for nuclear reactors
US20090052606A1 (en) Nuclear reactor internals alignment configuration
CN108364700A (zh) 一种采用多鼓泡臂和鼓泡环结合的鼓泡器
CN103871502A (zh) 一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置
US5251246A (en) Water rod concept without loss in active flow
JPH0344273B2 (zh)
CN207116013U (zh) 压水型核反应堆嵌套式组件
CN108010590A (zh) 突起式下管座及燃料组件
CN203026178U (zh) 一种反应堆下部堆内构件
CN206806033U (zh) 一种核电站反应堆的堆内流量分配装置
CN208580588U (zh) 一种燃料组件及其下管座和燃料组件的底部装置
CN107658031A (zh) 压水型核反应堆嵌套式组件
US4256538A (en) Liquid metal cooled fast breeder nuclear reactor
CN212636209U (zh) 一种安全网液相增粘设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant