CN111599496B - 一种主管道和反应堆冷却剂环路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于压水堆核电站设计技术，具体涉及一种主管道和反应堆冷却剂环路。主管道用于连接反应堆压力容器、蒸汽发生器和主泵，热段主管道连接在反应堆压力容器冷却剂出口与蒸汽发生器之间，冷段主管道与主泵泵壳为一体化结构，带有主泵泵壳的冷段主管道连接在蒸汽发生器与反应堆压力容器冷却剂入口之间。本发明采用一种带有主泵泵壳结构的主管道和由该主管道参与组成的反应堆冷却剂环路，与原有技术相比，可减少主管道安装焊接工作量，有利于降低成本，缩短工期，提高核电站建造和运营的安全性和经济性。

Description

一种主管道和反应堆冷却剂环路
技术领域
本发明属于压水堆核电站设计技术，具体涉及一种主管道和反应堆冷却剂环路。
背景技术
目前国内压水堆核电站反应堆冷却剂环路设计主要如图1所示，这是一种M310堆型的“热段-过渡段-冷段”方式，由反应堆压力容器6、蒸汽发生器7、主泵4、一条热段主管道1a、一条过渡段主管道1c、一条冷段主管道1b组合而成。其缺点是主管道安装焊缝数量相对较多，一个环路中热段、冷段分别有2个安装焊缝，过渡段有4个安装焊缝，共有8个焊缝，百万千瓦级机组三个环路共有24个焊缝，以及2G(管道垂直固定对接)、5G(管道水平固定对接)、6G(管道倾斜45度固定对接)共3种焊接位置，导致主管道焊接准备、焊接工艺评定、焊接、无损检验、见证件等工作量大，安装和焊接工期较长。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种能够减少焊缝数量，提高核电站安全性和经济性的主管道和反应堆冷却剂环路。
本发明的技术方案如下：一种主管道和反应堆冷却剂环路，主管道用于连接反应堆压力容器、蒸汽发生器和主泵，其中，热段主管道连接在反应堆压力容器冷却剂出口与蒸汽发生器之间，冷段主管道与主泵泵壳为一体化结构，带有主泵泵壳的冷段主管道连接在蒸汽发生器与反应堆压力容器冷却剂入口之间。
进一步，如上所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其中，所述蒸汽发生器的底封头设有两个弯头管嘴，第一弯头管嘴连接热段主管道，第二弯头管嘴连接冷段主管道。
更进一步，如上所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其中，带有主泵泵壳结构的冷段主管道的管端设有调整段，整个环路的主管道安装焊接时，包括热段主管道两端和冷段主管道两端共4个焊缝，焊缝只有管道水平固定对接的一种焊接位置。
进一步，如上所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其中，在蒸汽发生器底封头的第二弯头管嘴与主泵泵壳与冷段主管道一体化结构之间连接有过渡段主管道。
更进一步，如上所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其中，所述过渡段主管道包括两段L形管道，整个环路的主管道安装焊接时，包括热段主管道两端、冷段主管道一端、过渡段主管道两端和中间共6个焊缝，焊缝包括管道水平固定对接和管道垂直固定对接两种焊接位置。
进一步，如上所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其中，所述主泵泵壳通过泵壳法兰与主泵电机连接。
进一步，如上所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其中，所述冷段主管道和主泵泵壳可以为整体锻造结构或整体3D打印增材制造，也可为焊接组合结构。
本发明的有益效果如下：采用本发明的主管道、蒸汽发生器底封头和反应堆冷却剂环路后，与原有M310型技术相比，由于采用主泵泵壳-冷段主管道一体化结构，一个环路中主管道安装焊缝数量由8个减少为4个或6个，三个环路主管道安装焊缝数量由24个减少为12个或18个，原先2G、5G、6G三种焊接位置减少为5G一个焊接位置或2G、5G二个焊接位置，需在役检查的焊缝也有所减少，相应大幅减少了建造工作量，有利于降低成本，缩短工期，提高核电站建造和运营的安全性和经济性。
附图说明
图1为M310型反应堆冷却剂环路示意图；
图2为本发明第一实施例的主泵泵壳-冷段主管道一体结构示意图；
图2a为本发明第二实施例的主泵泵壳-冷段主管道一体结构示意图；
图3为本发明第一实施例的主泵-泵壳-冷段主管道示意图；
图4为本发明第一实施例的主泵泵壳-冷段主管道一体结构俯视示意图；
图4a为本发明第二实施例的主泵泵壳-冷段主管道一体结构俯视示意图；
图5为本发明第一实施例的主泵泵壳-冷段主管道一体结构侧视展开示意图；
图5a为本发明第二实施例的主泵泵壳-冷段主管道一体结构侧视展开示意图；
图5b为本发明第一实施例的冷段主管道管端调整段示意图；
图6为本发明第一实施例的一种带有弯头管嘴的蒸汽发生器底封头侧视展开示意图；
图6a为本发明第二实施例的一种带有弯头管嘴的蒸汽发生器底封头侧视展开示意图；
图7为本发明第一实施例的一种反应堆冷却剂环路俯视示意图；
图7a为本发明第二实施例的一种反应堆冷却剂环路俯视示意图；
图8为本发明第一实施例的一种反应堆冷却剂环路侧视展开示意图；
图8a为本发明第二实施例的一种反应堆冷却剂环路侧视展开示意图。
图中：1-主管道；1a-热段主管道；1b-冷段主管道；1b1-过渡段主管道；1b2-过渡段主管道；2-主泵泵壳；3-主泵泵壳法兰；4-主泵电机；5a-反应堆压力容器与热段主管道安装焊缝；5b-热段主管道与第一弯头管嘴安装焊缝；5c-第一实施例中第二弯头管嘴与冷段主管道1b安装焊缝；5c1-第二实施例中第二弯头管嘴与过渡段主管道1b1安装焊缝；5c2-第二实施例中过渡段主管道1b1与过渡段主管道1b2安装焊缝；5c3-第二实施例中过渡段主管道1b2与主泵泵壳2安装焊缝；5d-冷段主管道1b与反应堆压力容器安装焊缝；6-反应堆压力容器；7-蒸汽发生器；8a-第一弯头管嘴；8b-第二弯头管嘴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种主管道和反应堆冷却剂环路的实施例进行介绍。
实施例一
如图2所示，一种主泵泵壳2与主管道1一体化结构，图中主管道1和主泵泵壳2以点划线为界虚拟分隔，主管道1和主泵泵壳2可为整体锻造结构或整体3D打印增材制造，也可为焊接组合结构，主泵泵壳2与主泵电机4之间通过泵壳法兰3连接。如图3所示，主泵电机4与泵壳2组装为一体。图4所示为本实施例主泵泵壳2-冷段主管道1b一体结构俯视示意图，图5所示为本实施例主泵泵壳2-冷段主管道1b一体结构侧视展开示意图。冷段主管道1b用于连接在蒸汽发生器与反应堆压力容器冷却剂入口之间，主泵泵壳2与冷段主管道1b为一体化结构。图5b所示为冷段主管道管端设置的调整段ABDE，其在管道长度和壁厚尺寸上留有加工余量，该调整段配作测量加工后得到AbdE，用于弥补带有主泵泵壳结构的冷段主管道因制造、安装偏差导致的带有主泵泵壳结构的冷段主管道焊接坡口安装组对时可能产生的间隙和错边超差。
图6所示为一种带有两个弯头管嘴8a、8b的蒸汽发生器底封头的侧视展开示意图，第一弯头管嘴8a与热段主管道1a连接，第二弯头管嘴8b与冷段主管道1b连接。
如图7所示，一种由前述图2至图5所示带有主泵泵壳结构的冷段主管道和图6所示蒸汽发生器底封头参与组成的反应堆冷却剂环路，可看作由反应堆压力容器6、蒸汽发生器7、一条热段主管道1a和带有主泵泵壳2的冷段主管道1b组合而成。热段主管道1a连接在反应堆压力容器6的冷却剂出口与蒸汽发生器7之间，带有主泵泵壳的冷段主管道1b连接在蒸汽发生器7与反应堆压力容器6的冷却剂入口之间。其冷却剂流程为反应堆压力容器6--热段主管道1a--蒸汽发生器7--冷段主管道1b--主泵4--冷段主管道1b--反应堆压力容器6。
图8所示为图7所示的反应堆冷却剂环路侧视展开示意图，其冷却剂流程为反应堆压力容器6--反应堆压力容器与热段主管道安装焊缝5a--热段主管道1a--热段主管道与第一弯头管嘴安装焊缝5b--第一弯头管嘴8a--蒸汽发生器7-第二弯头管嘴8b--第二弯头管嘴与冷段主管道1b安装焊缝5c--冷段主管道1b--主泵泵壳2--冷段主管道1b--冷段主管道1b与反应堆压力容器安装焊缝5d--反应堆压力容器6。一个环路全部主管道安装焊接有热段主管道1a两端5a、5b和冷段主管道1b两端5c、5d共4个焊缝并且该4个焊缝的焊接位置均为5G，即管道水平固定对接；图中蒸汽发生器7底封头所带弯头管嘴8a、8b的长短不同对应于反应堆压力容器6相应管嘴位置高低，例如：反应堆压力容器6的管嘴处于同一水平位置。
实施例二
如图2a所示，一种主泵泵壳2与主管道1一体化结构，图中主管道1和主泵泵壳2以点划线为界虚拟分隔，主管道1和主泵泵壳2可为整体锻造结构或整体3D打印增材制造，也可为焊接组合结构，主泵泵壳2与主泵电机4通过泵壳法兰3连接。图4a所示为主泵泵壳2-冷段主管道1b一体结构俯视示意图，图5a所示为主泵泵壳2-冷段主管道1b一体结构侧视展开示意图。冷段主管道1b一端与反应堆压力容器冷却剂入口连接，主泵泵壳2与冷段主管道1b为一体化结构。
图6a所示为一种带有两个弯头管嘴8a、8b的蒸汽发生器底封头的侧视展开示意图，第一弯头管嘴8a与热段主管道1a连接，第二弯头管嘴8b与过渡段主管道1b1连接的焊接位置为2G，即管道垂直固定对接。
如图7a所示，一种由前述图2a至图5a所示带有主泵泵壳2的冷段主管道1b，过渡段主管道1b1，过渡段主管道1b2和图6a所示蒸汽发生器底封头参与组成的反应堆冷却剂环路，可看作由反应堆压力容器6、蒸汽发生器7、一条热段主管道1a和带有主泵泵壳2的冷段主管道1b及过渡段主管道1b1，过渡段主管道1b2组合而成。热段主管道1a连接在反应堆压力容器6的冷却剂出口与蒸汽发生器7之间，带有主泵泵壳的冷段主管道1b一端连接反应堆压力容器6的冷却剂入口，主泵泵壳连接过渡段主管道1b2，过渡段主管道1b1再连接蒸汽发生器7。其冷却剂流程为反应堆压力容器6--热段主管道1a--蒸汽发生器7--过渡段段主管道1b1和1b2--主泵4--冷段主管道1b--反应堆压力容器6。
图8a所示为图7a所示的反应堆冷却剂环路侧视展开示意图，其冷却剂流程为反应堆压力容器6--反应堆压力容器与热段主管道安装焊缝5a--热段主管道1a--热段主管道与第一弯头管嘴安装焊缝5b--第一弯头管嘴8a--蒸汽发生器7--第二弯头管嘴8b--第二弯头管嘴与过渡段主管道1b1安装焊缝5c1--过渡段段主管道1b1--过渡段主管道1b1与过渡段主管道1b2安装焊缝5c2--过渡段主管道1b2--过渡段主管道1b2与主泵泵壳2安装焊缝5c3--主泵泵壳2--冷段主管道1b--冷段主管道1b与反应堆压力容器安装焊缝5d--反应堆压力容器6。本实施例中，过渡段主管道1b1和过渡段主管道1b2均呈L形。一个环路全部主管道安装焊接有热段主管道1a两端5a、5b和冷段主管道1b一端5d及过渡段1b1和1b2关联的5c1、5c2、5c3共6个焊缝，并且该6个焊缝的焊接位置除5c1，5c3为2G即管道垂直固定对接外其余均为5G，即管道水平固定对接。此外，与M310堆型施工不同的是，因采用的主泵泵壳与冷段主管道一体化结构尺寸相对较大，需在主管道房间封顶前将主泵泵壳-冷段主管道一体化部件运入主管道房间。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种主管道和反应堆冷却剂环路，主管道用于连接反应堆压力容器、蒸汽发生器和主泵，其特征在于：热段主管道连接在反应堆压力容器冷却剂出口与蒸汽发生器之间，冷段主管道与主泵泵壳为一体化结构，带有主泵泵壳的冷段主管道连接在蒸汽发生器与反应堆压力容器冷却剂入口之间；
所述蒸汽发生器的底封头设有两个弯头管嘴，第一弯头管嘴连接热段主管道，第二弯头管嘴连接冷段主管道；
带有主泵泵壳的冷段主管道的管端设有调整段，整个环路的主管道安装焊接时，包括热段主管道两端和冷段主管道两端共4个焊缝，焊缝只有管道水平固定对接一种焊接位置；
或者，在蒸汽发生器底封头的第二弯头管嘴与主泵泵壳与冷段主管道一体化结构之间连接有过渡段主管道，所述过渡段主管道包括两段L形管道，整个环路的主管道安装焊接时，包括热段主管道两端、冷段主管道一端、过渡段主管道两端和中间共6个焊缝，焊缝包括管道水平固定对接和管道垂直固定对接两种焊接位置。
2.如权利要求1所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其特征在于：所述主泵泵壳通过泵壳法兰与主泵电机连接。
3.如权利要求1所述的主管道和反应堆冷却剂环路，其特征在于：所述冷段主管道和主泵泵壳可以为整体锻造结构或整体3D打印增材制造。
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