CN109899625B - 用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架 - Google Patents
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Abstract
本发明属于反应堆工程技术领域，涉及一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架。所述的槽钢支架遍布于堆坑外侧，一端与堆坑水泥壁面固定，另一端插入保温层上的孔中，用于支撑保温层；所述保温层上的孔的孔径大于槽钢支架的连接断面，每个槽钢支架均与保温层上的孔之间形成孔隙；在位于保温层上部的槽钢支架的长度方向上设置阻流片，阻流片位于保温层与堆坑水泥壁面之间，阻流片断面大于保温层孔隙，确保实现阻流。该带阻流片结构的新型槽钢结构可以有效地使孔隙泄露的热量与来自保温侧外侧的冷空气互相搅浑，减少热量直接冲刷堆坑壁面造成的局部温度过高的影响。
Description
技术领域
本发明属于反应堆工程技术领域，涉及一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架。
背景技术
由于核能发电技术相较传统的发电技术具有更高的经济性和环保性，且发电效率更为客观，因此受到了世界各国的广泛推崇。随着过去几十年间，核电技术发展迅猛。反应堆压力容器外侧的金属保温层用于尽可能的降低热量散失，同时减少热应力对反应堆堆坑结构的疲劳损耗。保温层的安装及支撑需要通过固定于堆坑水泥壁面上的槽钢来实现，但是槽钢与保温层的连接处必然存在缝隙，这将导致热量的外泄，最终导致槽钢表面及局部堆坑水泥壁面的温度过高，降低材料的耐久度。由于安装条件的限制，该热量散失不可避免；且由于保温层内外侧的压力差，该热量以较大速度流经缝隙，进而冲刷槽钢及堆坑水泥壁面。如何有效减小槽钢端部及堆坑水泥壁面处受到的由于缝隙泄露热量带来的过高热应力，成为反应堆保温层安装的重要问题。出于安全生产等考虑，对槽钢结构进行一定的优化以减少缝隙散出的热量直接冲击堆坑壁面是一种简单方便且又行之有效的措施。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种用于反应堆压力容器保温层固定的带有阻流片结构的槽钢支架。
本发明的技术方案：
一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架，所述的槽钢支架遍布于堆坑外侧，一端与堆坑水泥壁面固定，另一端插入保温层上的孔中，用于支撑保温层；所述保温层上的孔的孔径大于槽钢支架的连接断面，每个槽钢支架均与保温层上的孔之间形成孔隙；位于保温层上部的槽钢支架，在其长度方向上设置阻流片，阻流片位于保温层与堆坑水泥壁面之间，且靠近保温层，阻流片断面大于保温层孔隙，确保实现阻流；
所述的阻流片为钢片，位于距离保温层外壁15mm处，厚度为3mm。
所述的槽钢支架为8#槽钢，尺寸为80mm*43mm*5mm；所述的钢片尺寸为63mm*100mm*3mm。
本发明的有益效果：该带阻流片结构的新型槽钢结构可以有效地使孔隙泄露的热量与来自保温层外侧的冷空气互相搅浑，减少热量直接冲刷堆坑壁面造成的局部温度过高的影响。
附图说明
图1是保温层支架及孔隙示意图。
图2是数值模拟保温层内外侧温度云图。
图3是带有阻流片结构的新型槽钢支架。
图4是带有阻流片结构的新型槽钢简化数值模拟结果。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架；
如背景技术所言，现有的保温层与槽钢支架间存在的孔隙如图1所示，槽钢支架一端与堆坑水泥壁面固定，另一端插入保温层结构的孔中，对保温层起到支撑的作用，为了安装方便，保温层孔径总是略大于槽钢断面结构，加之槽钢支架的中部凹槽，共同组成了保温层与槽钢连接处的孔隙结构。
整体保温层的安装及支撑由数百支槽钢支架共同完成，因此由堆坑底部自下而上便存在了数百个孔隙结构。保温层外侧整体存在一个旋流向上的空气流场，该空气流场旨在保证保温层外侧空气流通，降低堆坑水泥壁面受到的热应力。然而，由于支架孔隙的存在，保温层外侧空气从图1底部的缝隙中流入保温层内侧，在内外压力差的作用下，进入保温层内侧的空气夹带着压力容器外壁散发的热量从上部的支架孔隙中泄露出来，造成上部槽钢支架表面及堆坑连接处壁面温度过高。
从图2数值模拟的保温层内外侧截面温度分布可见，温度较低的空气从垂直位置较低的孔隙流入，而温度较高的空气则从位置较高的孔隙流出。数值模拟结果反映，最上一排的槽钢支架与水泥壁面连接的端部温度最高可达112摄氏度，如此高的温度加大了支架端部的热应力，容易造成连接处端部疲劳损耗，对保温层结构乃至整个堆坑的安全性是一个潜在的威胁。
基于此，带有阻流片结构的新型槽钢安装于保温层上部支架孔隙内。如图3所示，该新型槽钢基于标准8#槽钢（80mm*43mm*5mm），在其长度方向上靠近保温层外壁15mm处焊上同等材料的3mm厚度的钢片（63mm*100mm*3mm），该阻流片断面大小略大于保温层孔隙。
将带有阻流片结构的槽钢安装在最上几排支架孔隙（有热量漏出），使阻流片位于外侧保温层与堆坑水泥壁面之间，并尽量靠近外侧保温层，如使其位于距离保温层外侧15mm处。
如图4新型槽钢的简化数值模拟结果所示，阻流片强化了孔隙泄露的高温空气与保温层外侧低温空气之间的搅浑，有效阻止了较高温度的空气直接冲刷堆坑水泥壁面，数值模拟结果反映，槽钢端部连接处的最高温度降至73摄氏度左右，而局部堆坑壁面温度则处在60-70摄氏度的许可范围之内。因此，该带阻流片结构的新型槽钢结构可以有效地使孔隙泄露的热量与来自保温侧外侧的冷空气互相搅浑，减少热量直接冲刷堆坑壁面造成的局部温度过高的影响。
Claims (3)
1.一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架，其特征在于，所述的槽钢支架遍布于堆坑外侧，一端与堆坑水泥壁面固定，另一端插入保温层上的孔中，用于支撑保温层；所述保温层上的孔的孔径大于槽钢支架的连接断面，每个槽钢支架均与保温层上的孔之间形成孔隙；位于保温层上部的槽钢支架，在其长度方向上设置阻流片，阻流片位于保温层与堆坑水泥壁面之间，且靠近保温层，阻流片断面大于保温层孔隙，确保实现阻流。
2.根据权利要求1所述的一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架，其特征在于，所述的阻流片为钢片，位于距离保温层外壁15mm处，厚度为3mm。
3.根据权利要求2所述的一种用于固定反应堆外侧保温层的带有阻流片结构的槽钢支架，其特征在于，所述的槽钢支架为8#槽钢，尺寸为80mm*43mm*5mm；所述的钢片尺寸为63mm*100mm*3mm。
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