CN107146642B - 一种核电站反应堆的堆内流量分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，它包括流量分配筒（1）、设置于流量分配筒（1）内的流量分配板（2）和第一扰流板（3）和第二扰流板（4），第一扰流板（3）的两端均设置有卡板（7），第一扰流板（3）上的两个卡板（7）分别卡于相对立的两个轴向槽I（5）之间，第一扰流板（3）的两侧均设置有第二扰流板（4），第二扰流板（4）的两端均设置有卡板（7），第二扰流板（4）上的一个卡板（7）卡于卡槽（9）内，另一卡板（7）卡于剩余轴向槽I（5）内，导流孔（14），扰流板上开设有孔（15）。本发明的有益效果是：结构紧凑、流量分配均匀、涡流抑制效果好、便于更换和维修。

Description

一种核电站反应堆的堆内流量分配装置

技术领域

本发明涉及核电技术领域，特别是一种核电站反应堆的堆内流量分配装置。

背景技术

反应堆冷却剂系统又称为一回路系统，在核电厂正常功率运行时能够将堆内产生的热量从堆芯导出，并通过蒸汽发生器传给二回路系统，产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。反应堆冷却剂在堆芯内分布的均匀程度直接影响到堆芯的温度分布，最佳的冷却剂流量分配和最小的流动阻力是反应堆堆芯应该满足的基本要求之一。

国内已有的流量分配装置零件数目众多，结构复杂，一般包含多孔围篮、支承柱、涡流抑制板和能量吸收仪等。由于支承柱多是通过螺栓固定连接在堆芯支承下板，而反应堆下腔室空间有限，较多的螺栓将导致整个装置安装维修比较困难。

目前国外有关核电站反应堆的堆内流量分配装置中，一种方式是在堆芯下支承板下底面安装流量分配装置，未安装有支承柱，此类装置的压力容器下封头留有很大的空腔，致使核反应堆出现堆芯下落等安全事故时压力容器壁易被熔穿，具有较大的安全隐患；另一种在流量分配装置的底部安装有支承柱，与国内已有装置类似，此类装置的反应堆下腔室空间有限，较多的螺栓将导致整个装置安装维修比较困难；还有将加工了大量流水孔的流量分配环焊接在压力容器上，这种方式将导致装置维修困难。

由于目前国内外有关核电站反应堆的堆内流量分配装置难以同时满足均匀分配流量和较好的安全性。（针对第5一个问题 只需说别人的问题，不要提自己的东西！）。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、流量分配均匀、涡流抑制效果好、便于更换和维修的核电站反应堆的堆内流量分配装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，它包括流量分配筒、设置于流量分配筒内的流量分配板和第一扰流板和第二扰流板，扰流板的下部轮廓与反应堆压力容器内壁轮廓相同，所述的流量分配筒的内壁上且沿其周向上均匀分布有四个轴向槽I和周向槽，周向槽与轴向槽I连通，第一扰流板的两端均设置有卡板，第一扰流板上的两个卡板分别卡于相对立的两个轴向槽I之间，第一扰流板的顶表面上且位于其两侧均开设有螺纹孔，第一扰流板的顶表面上还开设有卡槽；所述的第一扰流板的两侧均设置有第二扰流板，第二扰流板的两端均设置有卡板，第二扰流板上的一个卡板卡于卡槽内，另一卡板卡于剩余轴向槽I内，第二扰流板的顶表面上开设有螺纹孔；所述的流量分配板的外边缘上均匀分布有四个缺口和卡片，四个卡片分别插入于周向槽内，四个缺口均与轴向槽I连通，缺口内插装有压块，压块上螺纹连接有锁紧螺钉，锁紧螺钉与扰流板上的螺纹孔螺纹连接；所述的流量分配板和流量分配筒上均布置有多个导流孔，扰流板上开设有孔。

所述的流量分配筒的顶部设置有法兰盘。

两个所述的第二扰流板的连线垂直于第一扰流板设置。

所述的第一扰流板和第二扰流板的顶表面与周向槽的底表面平齐。

所述的周向槽的竖向宽度与流量分配板的厚度相等。

所述的导流孔为圆形、矩形、椭圆形或异形。

由两个所述第二扰流板和第一扰流板将流量分配筒内腔划分的四个区域内均设置有第三扰流板。

所述的第三扰流板的一端设置有卡板，第三扰流板的另一端设置有叉形板。

所述的第一扰流板的顶表面上且位于卡槽的两侧均开设有沉头槽，第二扰流板的两侧面开设有凹槽，所述的第三扰流板上的叉形板的一端插入于凹槽内，叉形板的另一端插入于沉头槽内。

所述的流量分配筒的内壁上且位于相邻两个轴向槽I之间均设置有轴向槽II，所述的第三扰流板上的卡板卡于轴向槽II内。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、流量分配均匀、涡流抑制效果好、便于更换和维修。

附图说明

图1 为本发明实施例一中省略流量分配板的结构示意图；

图2 为图1的A向视图；

图3 为本发明实施例一的俯视图；

图4 为本发明实施例一中的流量分配筒的结构示意图；

图5 为本发明实施例一中的流量分配板的结构示意图；

图6 为本发明实施例一中的第一扰流板与轴向槽I的安装示意图；

图7 为本发明实施例一中的第一扰流板的结构示意图；

图8 为本发明实施例一中的第二扰流板的结构示意图；

图9 为本发明实施例二中省略流量分配板的结构示意图；

图10为图9的B向视图；

图11为本发明实施例二的俯视图；

图12为本发明实施二中第一扰流板的结构示意图；

图13为本发明实施二中第二扰流板的结构示意图；

图14为本发明实施三中第二扰流板的结构示意图；

图15 为本发明的安装示意图；

图中，1-流量分配筒，2-流量分配板，3-第一扰流板，4-第二扰流板，5-轴向槽I，6-周向槽，7-卡板，8-螺纹孔，9-卡槽，10-缺口，11-卡片，12-压块，13-锁紧螺钉，14-导流孔，15-孔，16-法兰盘，17-第三扰流板，18-叉形板，19-沉头槽，20-凹槽，21-轴向槽II，22-反应堆压力容器，23-堆芯下支承板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

实施例一：如图1~8所示，一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，它包括流量分配筒1、设置于流量分配筒1内的流量分配板2和第一扰流板3和第二扰流板4，流量分配筒1的顶部设置有法兰盘16，扰流板的下部轮廓与反应堆压力容器内壁轮廓相同，所述的流量分配筒1的内壁上且沿其周向上均匀分布有四个轴向槽I5和周向槽6，周向槽6与轴向槽I5连通，第一扰流板3的两端均设置有卡板7，第一扰流板3上的两个卡板7分别卡于相对立的两个轴向槽I5之间，第一扰流板3的顶表面上且位于其两侧均开设有螺纹孔8，第一扰流板3的顶表面上还开设有卡槽9。

所述的第一扰流板3的两侧均设置有第二扰流板4，第二扰流板4的两端均设置有卡板7，第二扰流板4上的一个卡板7卡于卡槽9内，另一卡板7卡于剩余轴向槽I5内，第二扰流板4的顶表面上开设有螺纹孔8。

所述的流量分配板2的外边缘上均匀分布有四个缺口10和卡片11，四个卡片11分别插入于周向槽6内，四个缺口10均与轴向槽I5连通，缺口10内插装有压块12，压块12上螺纹连接有锁紧螺钉13，锁紧螺钉与扰流板上的螺纹孔8螺纹连接，周向槽6与卡片11的配合限制了流量分配板2的轴向移动，压块12将卡片锁紧于周向槽6内，避免了流量分配板2的周向移动，从而牢固的将流量分配板2周向限位，防止分配板2在冷却液的作用下松动。

所述的流量分配板2和流量分配筒1上均布置有多个导流孔14，导流孔14为圆形、矩形、椭圆形或异形，所述的扰流板上开设有孔15。

两个所述的第二扰流板4的连线垂直于第一扰流板3设置。所述的第一扰流板3和第二扰流板4的顶表面与周向槽6的底表面平齐。所述的周向槽6的竖向宽度与流量分配板2的厚度相等。

如图15所示，本实施例的工作过程如下：

S1、将该装置吊装于反应堆压力容器22的腔体内，保证扰流板朝向设置；将流量分配筒1上的法兰盘16与堆芯下支承板23螺栓连接，在堆芯下支承板23顶部放置待冷却的堆芯。由于流量分配板2与堆芯下支承板23之间存在空间，确保即将进入堆芯的冷却液起到一定缓冲作用。所述扰流板能够防止高温堆芯直接掉落于反应堆压力容器22的腔体底部，防止了反应堆压力容器22被熔穿，具有安全可靠的特点；

S2、经反应堆压力容器22的入口向其腔体内通入冷却液，小部分冷却液经流量分配筒1上的导流孔14进入流量分配筒1的上腔体内，其中导流孔14起到了均匀分配冷却液和改变冷却液流向的作用，实现了冷却液的第一次均匀分配，而大部分冷却液进入相邻两扰流板之间间隙后又进入流量分配筒1的上腔体内，在此过程中扰流板下部对冷却液进行搅混，从而产生一定的防涡效果。由于冷却液从扰流板间隙流入的流量相比从流量分配筒1的导流孔14流入的流量更大，从而有效减小了流量分配装置的局部阻力系数，同时具有一定的防涡效果；

S3、当冷却液进入流量分配筒1上腔时，由于流量分配板2上导流孔14的作用，进入堆芯的冷却液被流量分配板2进行均匀分配，实现了冷却液的第二次均匀分配；

S4、当冷却液穿过流量分配板2后，冷却液进入流量分配板2与堆芯下支承板23之间留的空间，冷却液在预留空间缓冲，堆芯下支承板23上的孔对冷却液进行第三次均匀分配，因此该装置对冷却液进行三次均匀分配，进一步保证了冷却液均匀等流量进入堆芯内以实现堆芯的冷却。

此外，第一扰流板3和第二扰流板4与流量分配筒1采用拼接方式连接，相比传统的采用大量的螺栓连接或焊接，具有装配效率高，维修和更换方便的特点

实施例二：如图9~14所示，本实施例与实施例一的区别在于：由两个所述第二扰流板4和第一扰流板3将流量分配筒1内腔划分的四个区域内均设置有第三扰流板17。

所述的第三扰流板17的一端设置有卡板7，第三扰流板17的另一端设置有叉形板18。

所述的第一扰流板3的顶表面上且位于卡槽9的两侧均开设有沉头槽19，第二扰流板4的两侧面开设有凹槽20，所述的第三扰流板17上的叉形板18的一端插入于凹槽20内，叉形板18的另一端插入于沉头槽19内。

所述的流量分配筒1的内壁上且位于相邻两个轴向槽I5之间均设置有轴向槽II21，所述的第三扰流板17上的卡板7卡于轴向槽II21内。

Claims (10)

1.一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：它包括流量分配筒（1）、设置于流量分配筒（1）内的流量分配板（2）和第一扰流板（3）和第二扰流板（4），扰流板的下部轮廓与反应堆压力容器内壁轮廓相同，所述的流量分配筒（1）的内壁上且沿其周向上均匀分布有四个轴向槽I（5）和周向槽（6），周向槽（6）与轴向槽I（5）连通，第一扰流板（3）的两端均设置有卡板（7），第一扰流板（3）上的两个卡板（7）分别卡于相对立的两个轴向槽I（5）之间，第一扰流板（3）的顶表面上且位于其两侧均开设有螺纹孔（8），第一扰流板（3）的顶表面上还开设有卡槽（9）；所述的第一扰流板（3）的两侧均设置有第二扰流板（4），第二扰流板（4）的两端均设置有卡板（7），第二扰流板（4）上的一个卡板（7）卡于卡槽（9）内，另一卡板（7）卡于剩余轴向槽I（5）内，第二扰流板（4）的顶表面上开设有螺纹孔（8）；所述的流量分配板（2）的外边缘上均匀分布有四个缺口（10）和卡片（11），四个卡片（11）分别插入于周向槽（6）内，四个缺口（10）均与轴向槽I（5）连通，缺口（10）内插装有压块（12），压块（12）上螺纹连接有锁紧螺钉（13），锁紧螺钉与扰流板上的螺纹孔（8）螺纹连接；所述的流量分配板（2）和流量分配筒（1）上均布置有多个导流孔（14），扰流板上开设有孔（15）。

2.根据权利要求1所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的流量分配筒（1）的顶部设置有法兰盘（16）。

3.根据权利要求1所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：两个所述的第二扰流板（4）的连线垂直于第一扰流板（3）设置。

4.根据权利要求1所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的第一扰流板（3）和第二扰流板（4）的顶表面与周向槽（6）的底表面平齐。

5.根据权利要求1所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的周向槽（6）的竖向宽度与流量分配板（2）的厚度相等。

6.根据权利要求1所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的导流孔（14）为圆形、矩形或椭圆形。

7.根据权利要求1所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：由两个所述第二扰流板（4）和第一扰流板（3）将流量分配筒（1）内腔划分的四个区域内均设置有第三扰流板（17）。

8.根据权利要求7所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的第三扰流板（17）的一端设置有卡板（7），第三扰流板（17）的另一端设置有叉形板（18）。

9.根据权利要求7所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的第一扰流板（3）的顶表面上且位于卡槽（9）的两侧均开设有沉头槽（19），第二扰流板（4）的两侧面开设有凹槽（20），所述的第三扰流板（17）上的叉形板（18）的一端插入于凹槽（20）内，叉形板（18）的另一端插入于沉头槽（19）内。

10.根据权利要求7所述的一种核电站反应堆的堆内流量分配装置，其特征在于：所述的流量分配筒（1）的内壁上且位于相邻两个轴向槽I（5）之间均设置有轴向槽II（21），所述的第三扰流板（17）上的卡板（7）卡于轴向槽II（21）内。

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