CN108257686A - 反应堆、反应堆主设备及用于反应堆主设备的隔水环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆、反应堆主设备及用于反应堆主设备的隔水环，主设备包括筒体，筒体内设置有堆内构件，堆内构件的周圈与筒体的内壁之间间隔设置。筒体的侧壁上设有接管口，接管口形成有相互隔离的出口通道、入口通道。隔水环包括环形本体和在环形本体的边缘向外延伸设置的延伸部；环形本体的外圈与筒体的内壁面外形对应，环形本体的内圈外形尺寸大于堆内构件的外圈外形尺寸，堆内构件膨胀后，与隔水环的内圈之间密封，使主设备在堆内形成几道独立的环腔，使一回路冷却剂按照小型堆设计意图形成循环回路，让冷却剂可以在主设备内分别从相互独立的通道进行，省去了长的主管道结构，实现了核岛主设备的紧凑布置。

Description

反应堆、反应堆主设备及用于反应堆主设备的隔水环

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种反应堆、反应堆主设备及用于反应堆主设备的隔水环。

背景技术

小型堆，尤其是海上小型堆，为满足苛刻的环境要求，需要核岛主设备之间紧凑布置。

相关技术中的中的一回路的各主设备之间通常是通过管道连接在各主设备之间，实现冷却剂在各主设备之间的流通，管道连接的方式使得反应堆的占用空间较大，不利于反应堆的小型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种反应堆、反应堆主设备及用于反应堆主设备的隔水环。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于反应堆主设备的隔水环，所述主设备包括筒体，所述筒体内设置有堆内构件，所述堆内构件的周圈与所述筒体的内壁之间间隔设置；

所述筒体的侧壁上设有接管口，所述接管口形成有相互隔离的出口通道、入口通道；

所述隔水环包括环形本体和在所述环形本体的边缘向外延伸设置的延伸部；

所述环形本体的外圈与所述筒体的内壁面外形对应，所述环形本体的内圈外形尺寸大于所述堆内构件的外圈外形尺寸，以在所述环形本体套设到所述堆内构件后，让所述环形本体的外圈与所述筒体的内壁面密封相接，并在所述环形本体的内圈和所述堆内构件外圈之间预留出所述堆内构件由冷态到热态时膨胀的空间；

所述堆内构件处于热态时，所述堆内构件的外壁与所述环形本体的内圈之间贴合密封，将所述筒体的内部空间分隔成至少两个由所述堆内构件连通的环腔；

所述延伸部与所述接管口对应配合，将所述出口通道、入口通道隔离，让所述两个环腔分别与所述出口通道、入口通道连通。

优选地，所述筒体的侧壁两相对侧分别设有接管口，所述隔水环包括环形本体和在所述环形本体的两相对边分别设置的两延伸部；

两所述延伸部分别与对应侧的接管口配合，分别将两所述接管口的出口通道、入口通道隔离，并让所述两个环腔分别与所述出口通道、入口通道连通。

优选地，所述入口通道套设在所述出口通道外，所述延伸部沿所述环形本体所在平面向外延伸，将所述出口通道、入口通道隔离。

优选地，所述环形本体的内圈与所述堆内构件的外圈之间的间隔均匀。

优选地，所述环形本体的外圈固定连接在所述筒体的内壁面上，并与所述筒体的内壁面密封。

一种反应堆主设备，所述主设备包括筒体，所述筒体内设置有堆内构件，所述堆内构件的周圈与所述筒体的内壁之间间隔设置；

所述筒体的侧壁上设有接管口，所述接管口形成有相互隔离的出口通道、入口通道；

所述筒体的内壁还设有至少一个所述的隔水环，将对应的所述接管口的所述出口通道、入口通道隔离，让所述隔水环的两侧分别与对应位置接口管的所述出口通道、入口通道连通。

优选地，所述接管口包括在所述筒体的侧壁两相对侧分别设置的两个接管口，所述隔水环包括环形本体和在所述环形本体的两相对边分别设置的两延伸部；

两所述延伸部分别与两相对侧的接管口配合，分别将两所述接管口的出口通道、入口通道隔离，并让所述隔水环的两侧分别与所述出口通道、入口通道连通。

优选地，所述接管口上连接有套管，所述套管内设有隔离壁，将所述套管隔离形成出口通道、入口通道。

优选地，所述隔离壁的断面为弓形，包括圆弧板壁和连接在所述圆弧板壁两相对边之间的平板壁，所述圆弧板壁的外壁面与所述套管的内壁上侧贴合，所述平板壁将所述套管的内孔分隔隔离。

优选地，所述套管内可穿设有内管，所述内管与所述隔离壁相对的一端通过法兰与所述隔离壁锁合密封，让所述内管与出口通道连通。

优选地，所述环形本体的外圈与所述筒体的内壁面焊接连接。

优选地，所述接管口包括在所述筒体的侧壁两相对侧分别设置的两个进口管口、以及在所述筒体的侧壁两相对侧分别设置的两个出口管口；

两所述进口管口和两所述出口管口在所述筒体的周向错开设置，且位于所述筒体的不同轴向位置，两所述进口管口的高度位置低于两所述出口管口的高度位置；

所述隔水环包括两个，分别为在所述筒体的内壁上沿轴向排布的第一隔水环、第二隔水环，在所述筒体和堆内构件之间形成从上到下依次排布且相互隔离的上层环腔、中层环腔、下层环腔；

所述第一隔水环的两延伸部分别与两所述进口管口位置对应，将所述进口管口隔离形成第一出口通道、第一入口通道；

所述第二隔水环的两延伸部分别与两所述出口管口位置对应，将所述出口管口隔离形成第二出口通道、第二入口通道。

优选地，所述主设备为压力容器，所述堆内构件包括吊篮；

所述吊篮的下部设有堆芯下板，所述堆芯下板上分布有第一流通孔，以让从所述进口管口的第一入口通道流入的冷却剂由所述下层环腔、第一流通孔进入所述吊篮；

所述吊篮的上端设有第二流通孔，以让所述吊篮中的冷却剂从所述第二流通孔流出，再由所述上层环腔、以及所述出口管口的第二出口通道流出所述压力容器，再从所述压力容器出口管口的第二入口通道回流至所述中层环腔，然后由所述压力容器进口管口的第一出口通道流出。

优选地，所述主设备为蒸汽发生器。

一种反应堆，包括所述的主设备。

实施本发明的反应堆、反应堆主设备及用于反应堆主设备的隔水环，具有以下有益效果：主设备内设置隔水环后，环形本体的内圈和堆内构件外圈之间预留出堆内构件由冷态到热态时膨胀的空间，堆内构件膨胀后，与隔水环的内圈之间密封，可以将主设备内部分割成几个独立的空间，使主设备在堆内形成几道独立的环腔，使一回路冷却剂按照小型堆设计意图形成循环回路，让冷却剂可以在主设备内分别从相互独立的通道进行，省去了长的主管道结构，实现了核岛主设备的紧凑布置。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的主设备的俯视方向结构示意图；

图2是图1中的A-A向剖面结构示意图；

图3是套管内设置隔离壁时的横向剖面示意图；

图4是图1中的第一隔水环的俯视方向示意图；

图5是图1中的第二隔水环的俯视方向示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明一个优选实施例中的反应堆包括压力容器1、主泵(未图示)、蒸汽发生器(未图示)等主设备，压力容器1是定位中心，分别与主泵、蒸汽发生器通过双层套管连接构成一个闭合环路。双层套管内包括两个隔离的通道，以分别供冷却剂流进流出。

如图1、图2所示，压力容器1作为其中一主设备，包括筒体11，筒体11内设置有堆内构件14，堆内构件14包括吊篮141，堆内构件14的周圈与筒体11的内壁之间间隔设置。

通常，筒体11的侧壁上设有接管口，每一接管口与双层套管连接后形成有相互隔离的出口通道、入口通道，分别供冷却剂流进流出。接管口上连接有套管2，套管2通常为双层套管，其内设有隔离壁21，将套管2隔离形成出口通道、入口通道，也可为两根管道套设后形成出口通道、入口通道。

结合图2、图3所示，隔离壁21的断面为弓形，包括圆弧板壁211和连接在圆弧板壁211两相对边之间的平板壁212，其圆弧板壁211的外壁面与套管2的内壁上侧贴合，可以与套管2的内壁焊接在一起，其平板壁212将套管2的内孔分隔隔离。进一步地，套管2内可穿设有内管22，内管22靠近套管2的上侧，内管22与隔离壁21相对的一端通过法兰221等与隔离壁21锁合密封，让内管22与出口通道连通。

进一步地，筒体11的内壁还设有隔水环3，将对应的接管口的出口通道、入口通道隔离，让隔水环3的两侧分别与对应位置接口管的出口通道、入口通道连通。

结合图2至图5所示，隔水环3包括环形本体311和在环形本体311的边缘向外延伸设置的延伸部312，延伸部312可以与双层套管内部的隔离壁21的平板部分212焊接连接，从而实现隔水环3将两侧的出口通道、入口通道隔离。在其他实施例中，也可让内管22的法兰221直接与套管2的内壁面焊接后，再让延伸部312与内管22焊接，法兰221可以对延伸部312上侧的端面对应位置隔离，实现隔水环3将两侧的出口通道、入口通道隔离。

环形本体311的外圈与筒体11的内壁面外形对应，优选地，环形本体311的外圈固定连接在筒体11的内壁面上，并与筒体11的内壁面密封。

环形本体311的内圈外形尺寸大于堆内构件14的外圈外形尺寸，以在环形本体311套设到堆内构件14后，让环形本体311的外圈与筒体11的内壁面密封相接，并在环形本体311的内圈和堆内构件14外圈之间预留出堆内构件14由冷态到热态时膨胀的空间。

优选地，环形本体311的内圈与堆内构件14的外圈之间的间隔均匀，便于在堆内构件14热膨胀后周圈与环形本体311的内圈的抵靠力均衡。堆内构件14处于热态时，堆内构件14的外壁与环形本体311的内圈之间贴合密封，，将筒体11的内部空间分隔成至少两个由堆内构件连通的环腔。进一步地地，可以将主设备内部分割成几个独立的空间，使主设备在堆内形成几道独立的环腔，使一回路冷却剂按照小型堆设计意图形成循环回路，让冷却剂可以在主设备内分别从相互独立的通道进行，省去了长的主管道结构，实现了核岛主设备的紧凑布置。

反应堆压力容器1筒体11部分为低合金钢，筒体11内壁堆焊不锈钢，堆内构件14为不锈钢，在热态时堆内构件14的热位移比压力容器1筒体11部分热位移大。由于隔水环3与堆内构件14之间在冷态时有一定间隙，因此在热态时可有效释放堆内构件14的热应力。

延伸部312与接管口对应配合，将出口通道、入口通道隔离，让两个环腔分别与出口通道、入口通道连通。

入口通道套设在出口通道外，延伸部312沿环形本体311所在平面向外延伸，方便延伸部312与套管2内的隔离壁21的平板壁212连接后，将出口通道、入口通道隔离。当然，延伸部312在侧向向外延伸时也可根据分隔位置适当的扭曲。

在本实施例中，筒体11上的接管口包括在筒体11的侧壁两相对侧分别设置的两个进口管口12、以及在筒体11的侧壁两相对侧分别设置的两个出口管口13。

两进口管口12和两出口管口13在筒体11的周向错开设置，且位于筒体11的不同轴向位置，两进口管口12的高度位置低于两出口管口13的高度位置。

进一步地，隔水环3包括两个，分别为在筒体11的内壁上沿轴向排布的第一隔水环3'、第二隔水环3”，在筒体11和堆内构件14之间形成从上到下依次排布且相互隔离的上层环腔15、中层环腔16、下层环腔17。

通常，第一隔水环3'的环形本体311的外圈、第二隔水环3”的环形本体311的外圈分别与筒体11的内壁面焊接连接。

环形本体311的两相对边分别设置有延伸部312，第一隔水环3'的两延伸部312分别与两进口管口12位置对应，将进口管口12隔离形成第一出口通道121、第一入口通道122，优选地，第一入口通道122套设在第一出口通道121外侧。第二隔水环3”的两延伸部312分别与两出口管口13位置对应，将出口管口13隔离形成第二出口通道131、第二入口通道132，优选地，第二入口通道132套设在第二出口通道131外侧。

压力容器1内设置第一隔水环3'、第二隔水环3”后，可以将压力容器1内部分割成几个独立的空间，使反应堆压力容器1在堆内形成几道独立的环腔，使一回路冷却剂按照小型堆设计意图形成循环回路，从而为小型堆使用短的双层套管结构提供了技术基础。

吊篮141的下部设有堆芯下板142，堆芯下板142上分布有若干第一流通孔1421，以让从进口管口12的第一入口通道122流入的冷却剂由下层环腔17、第一流通孔1421进入吊篮141。

吊篮141的上端设有第二流通孔143，以让吊篮141中的冷却剂从第二流通孔143流出，再由上层环腔15、以及出口管口13的第二出口通道131流出压力容器1。

在反应堆压力容器1内部形成相互独立的空间后，配合短的双层套管结构，使一回路冷却剂从主泵经反应堆压力容器1至蒸汽发生器，以及由蒸汽发生器经反应堆压力容器1至主泵这两个过程，分别从相互独立的通道进行，省去了长的主管道结构，实现了核岛主设备的紧凑布置。

压力容器1内设置隔水环3后的具体工作流程如下：

一回路冷却剂经主泵加压后从进口接管的第一入口通道122进入反应堆压力容器1筒体11与吊篮141之间的下层环腔17，由底部堆芯下板142进入堆芯处被加热。

由于吊篮141为不锈钢，压力容器1筒体11为低合金钢，其内壁堆焊不锈钢层，不锈钢比低合金钢的热位移大，因此在热态时吊篮141会向外挤压第一隔水环3'、第二隔水环3”，让第一隔水环3'、第二隔水环3”的上下侧分布形成相互隔离的环腔。

流过堆芯被加热的一回路冷却剂从吊篮141上端第二流通孔143进入上层环腔15，并经出口管口13的第二出口通道131进入蒸汽发生器。

在蒸汽发生器中经过换热后的一回路冷却剂从压力容器1出口管口13的第二入口通道132回流至中层环腔16，然后由压力容器1进口接管的第一出口通道121回到主泵，从而完成一回路冷却剂的循环。

在其他实施例中，根据主设备内部结构的不同，也可只在主设备内只设置一个隔水环3，让隔水环3两相对边的两延伸部312分别与对应侧的接管口配合，分别将两接管口的出口通道、入口通道隔离，并让两个环腔分别与出口通道、入口通道连通。也可只在隔水环3上只设置一个延伸部312，与其中的一个接管口对应配合，将接管口分隔成两个通道。

进一步地，在其他实施例中，隔水环3也可应用到蒸汽发生器上，安装到蒸汽发生器内后在蒸汽发生器内隔离形成通道，让冷却剂按特定的路线流动。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种用于反应堆主设备的隔水环，所述主设备包括筒体（11），所述筒体（11）内设置有堆内构件（14），所述堆内构件（14）的周圈与所述筒体（11）的内壁之间间隔设置；

所述筒体（11）的侧壁上设有接管口，所述接管口形成有相互隔离的出口通道、入口通道；其特征在于，

所述隔水环（3）包括环形本体（311）和在所述环形本体（311）的边缘向外延伸设置的延伸部（312）；

所述环形本体（311）的外圈与所述筒体（11）的内壁面外形对应，所述环形本体（311）的内圈外尺寸形大于所述堆内构件（14）的外圈外形尺寸，以在所述环形本体（311）套设到所述堆内构件（14）后，让所述环形本体（311）的外圈与所述筒体（11）的内壁面密封相接，并在所述环形本体（311）的内圈和所述堆内构件（14）外圈之间预留出所述堆内构件（14）由冷态到热态时膨胀的空间；

所述堆内构件（14）处于热态时，所述堆内构件（14）的外壁与所述环形本体（311）的内圈之间贴合密封，将所述筒体（11）的内部空间分隔成至少两个由所述堆内构件连通的环腔；

所述延伸部（312）与所述接管口对应配合，将所述出口通道、入口通道隔离，让所述两个环腔分别与所述出口通道、入口通道连通。

2.根据权利要求1所述的隔水环，其特征在于，所述筒体（11）的侧壁两相对侧分别设有接管口，所述隔水环（3）包括环形本体（311）和在所述环形本体（311）的两相对边分别设置的两延伸部（312）；

两所述延伸部（312）分别与对应侧的接管口配合，分别将两所述接管口的出口通道、入口通道隔离，并让所述两个环腔分别与所述出口通道、入口通道连通。

3.根据权利要求1或2所述的隔水环，其特征在于，所述入口通道套设在所述出口通道外，所述延伸部（312）沿所述环形本体（311）所在平面向外延伸，将所述出口通道、入口通道隔离。

4.根据权利要求1或2所述的隔水环，其特征在于，所述环形本体（311）的内圈与所述堆内构件（14）的外圈之间的间隔均匀。

5.根据权利要求1或2所述的隔水环，其特征在于，所述环形本体（311）的外圈固定连接在所述筒体（11）的内壁面上，并与所述筒体（11）的内壁面密封。

6.一种反应堆主设备，所述主设备包括筒体（11），所述筒体（11）内设置有堆内构件（14），所述堆内构件（14）的周圈与所述筒体（11）的内壁之间间隔设置；

所述筒体（11）的侧壁上设有接管口，所述接管口形成有相互隔离的出口通道、入口通道，其特征在于；

所述筒体（11）的内壁还设有至少一个权利要求1至5任一项所述的隔水环（3），将对应的所述接管口的所述出口通道、入口通道隔离，让所述隔水环（3）的两侧分别与对应位置接口管的所述出口通道、入口通道连通。

7.根据权利要求6所述的反应堆主设备，其特征在于，所述接管口包括在所述筒体（11）的侧壁两相对侧分别设置的两个接管口，所述隔水环（3）包括环形本体（311）和在所述环形本体（311）的两相对边分别设置的两延伸部（312）；

两所述延伸部（312）分别与两相对侧的接管口配合，分别将两所述接管口的出口通道、入口通道隔离，并让所述隔水环（3）的两侧分别与所述出口通道、入口通道连通。

8.根据权利要求6所述的反应堆主设备，其特征在于，所述接管口上连接有套管（2），所述套管（2）内设有隔离壁（21），将所述套管（2）隔离形成出口通道、入口通道。

9.根据权利要求8所述的反应堆主设备，其特征在于，所述隔离壁（21）的断面为弓形，包括圆弧板壁（211）和连接在所述圆弧板壁（211）两相对边之间的平板壁（212），所述圆弧板壁（211）的外壁面与所述套管（2）的内壁上侧贴合，所述平板壁（212）将所述套管（2）的内孔分隔隔离。

10.根据权利要求9所述的反应堆主设备，其特征在于，所述套管（2）内可穿设有内管（22），所述内管（22）与所述隔离壁（21）相对的一端通过法兰（221）与所述隔离壁（21）锁合密封，让所述内管（22）与出口通道连通。

11.根据权利要求6所述的反应堆主设备，其特征在于，所述环形本体（311）的外圈与所述筒体（11）的内壁面焊接连接。

12.根据权利要求6至11任一项所述的反应堆主设备，其特征在于，所述接管口包括在所述筒体（11）的侧壁两相对侧分别设置的两个进口管口（12）、以及在所述筒体（11）的侧壁两相对侧分别设置的两个出口管口（13）；

两所述进口管口（12）和两所述出口管口（13）在所述筒体（11）的周向错开设置，且位于所述筒体（11）的不同轴向位置，两所述进口管口（12）的高度位置低于两所述出口管口（13）的高度位置；

所述隔水环（3）包括两个，分别为在所述筒体（11）的内壁上沿轴向排布的第一隔水环（3'）、第二隔水环（3''），在所述筒体（11）和堆内构件（14）之间形成从上到下依次排布且相互隔离的上层环腔（15）、中层环腔（16）、下层环腔（17）；

所述第一隔水环（3'）的两延伸部（312）分别与两所述进口管口（12）位置对应，将所述进口管口（12）隔离形成第一出口通道（121）、第一入口通道（122）；

所述第二隔水环（3''）的两延伸部（312）分别与两所述出口管口（13）位置对应，将所述出口管口（13）隔离形成第二出口通道（131）、第二入口通道（132）。

13.根据权利要求12所述的反应堆主设备，其特征在于，所述主设备为压力容器（1），所述堆内构件（14）包括吊篮（141）；

所述吊篮（141）的下部设有堆芯下板（142），所述堆芯下板（142）上分布有第一流通孔（1421），以让从所述进口管口（12）的第一入口通道（122）流入的冷却剂由所述下层环腔（17）、第一流通孔（1421）进入所述吊篮（141）；

所述吊篮（141）的上端设有第二流通孔（143），以让所述吊篮（141）中的冷却剂从所述第二流通孔（143）流出，再由所述上层环腔（15）、以及所述出口管口（13）的第二出口通道（131）流出所述压力容器（1），再从所述压力容器（1）出口管口（13）的第二入口通道（132）回流至所述中层环腔（16），然后由所述压力容器（1）进口管口（12）的第一出口通道（121）流出。

14.根据权利要求12所述的反应堆主设备，其特征在于，所述主设备为蒸汽发生器。

15.一种反应堆，其特征在于，包括权利要求6至14任一项所述的主设备。