CN113963818A - 用于快堆容器的非金属保温结构 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种用于快堆容器的非金属保温结构，包括：非金属保温层、支撑部和连接部。非金属保温层与快堆容器外壁贴合设置；非金属保温层设置于快堆容器外壁和支撑部之间，支撑部支撑非金属保温层；连接部连接支撑部和快堆容器外壁，固定非金属保温层于快堆容器外壁。
Description
技术领域
本公开涉及反应堆领域，尤其涉及一种用于快堆容器的非金属保温结构。
背景技术
在钠冷快堆中，反应堆容器内液态金属钠的温度较高，可超过500℃，为了减小热量损失，减小反应堆容器的温差和热应力，同时保护反应堆堆坑的混凝土，而目前现有的压力容器或者相应的管道使用的保温层大都难以满足钠冷快堆的使用需求。
发明内容
在一个方面，提供一种用于快堆容器的非金属保温结构，包括：非金属保温层、支撑部和连接部。非金属保温层与快堆容器外壁贴合设置；非金属保温层设置于快堆容器外壁和支撑部之间，支撑部支撑非金属保温层；连接部连接支撑部和快堆容器外壁，固定非金属保温层于快堆容器外壁。
附图说明
通过下文中参照附图对本公开所作的描述，本公开的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本公开有全面的理解。
图1是本公开一些示例性实施例的用于快堆容器的结构示意图。
图2是本公开一些示例性中底封头区安装非金属保温结构示意图。
图3是图2中A区域的局部图。
图4是本公开一些示例性中筒体区安装非金属保温结构示意图。
图5是本公开一些示例性中保护容器波纹管区安装非金属保温结构示意图。
图6是本公开一些示例性中锥顶盖区安装非金属保温结构示意图。
图7为图6中B区域的局部图。
【附图标号】
1-底封头区域；
2-筒体区域；
3-保护容器波纹管区域；
4-锥顶盖区域；
5-快堆容器外壁；
6-非金属保温层；
7-箍架；
8-蒙皮；
9-箍架座；
10-焊接垫板；
11-第一紧固件；
12-第一托板；
13-第二托板；
14-填充保温层；
15-耳板部；
16-护板；
17-支撑弧板。
需要注意的是，为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，结构或区域的尺寸可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本领域普通技术人员所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
在本文中，除非另有特别说明，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等方向性术语用于表示基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。需要理解的是，当被描述对象的绝对位置改变后，则它们表示的相对位置关系也可能相应地改变。因此，这些方向性术语不能理解为对本公开的限制。
本公开的实施例提供一种用于快堆容器的非金属保温结构，包括：非金属保温层、支撑部和连接部。非金属保温层与快堆容器外壁贴合设置；非金属保温层设置于快堆容器外壁和支撑部之间，支撑部支撑非金属保温层；连接部连接支撑部和快堆容器外壁，固定非金属保温层于快堆容器外壁。
图1是本公开一些示例性实施例的用于快堆容器的结构示意图。参考图1所示，这里首先介绍一下快堆容器的结构，一般分为底封头区域1、筒体区域2、保护容器波纹管区域3以及锥顶盖区域4。各个区域采用的连接部结构略有差异，以适应各个区域对应的快堆容器的结构。
在本公开的一些实施例中，提供了底封头区域1位于椭圆封头的非金属保温结构。
图2是本公开一些示例性中底封头区安装非金属保温结构示意图。图3是图2中A区域的局部图。如图2、图3所示，焊接垫板固定于快堆容器内壁；第一锚固螺栓一端与所述焊接垫板固定连接，所述第一锚固螺栓另一端穿过箍架7上设置的螺栓孔连接，并与螺母固定连接。蒙皮8设置于箍架7和快堆容器外壁5间，且与快堆容器外壁5连接。
具体安装如下，首先将焊接垫板焊接在堆容器椭圆封头上，不锈钢锚固螺栓焊接在焊接垫板上，非金属保温层6通过箍架7压紧在堆容器壁上。箍架7上螺栓孔设置为长圆孔，用于补偿冷热态的热膨胀。保温箍架7外还有不锈钢蒙皮。
以下对于非金属保温层6进行具体介绍。关于非金属保温层6结构的工作原理为集合阻断热传导、抑制热对流、阻隔热辐射的保温结构。
具体的，非金属保温层6的结构可以选用内部材料为纳米孔复合绝热毡，外表面采用特种玻璃纤维布包覆，并且用不锈钢丝线加强玻璃纤维线缝制而成。
在本公开的一些实施例中，支撑部包括：箍架7。将非金属保温层6设置于所述箍架7和所述快堆容器外壁5之间，利用箍架7对非金属保温层进行支撑，紧固件穿过箍架7和非金属保温层6在箍架7外壁面进行固定连接。箍架7可以选用不锈钢条钢箍。
在一些具体实施例中，还包括箍架座9。箍架座9作为对不锈钢条钢箍的一个支撑。紧固件选用不锈钢锚固螺栓。不锈钢锚固螺栓一端通过不锈钢条钢箍(箍架座)、非金属保温层6与快堆容器外壁5连接，不锈钢锚固螺栓另一端与螺母连接。不锈钢锚固螺栓与螺母可以进行点焊，以防止松动。
在本公开的一些实施例中，支撑部还包括：蒙皮8。蒙皮8可以设置于非金属保温层6两侧，或者将非金属保温层6外壁面全部包覆。蒙皮8作为覆盖在非金属保温层6外部的受力构件，可以在非金属保温层6外利用粘接剂或铆钉固定于非金属保温层6上，形成非金属保温层6外形的维形构件。蒙皮8与非金属保温层6所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻，起到承受和传递气动载荷的作用。
在一些具体实施例中，蒙皮8设置于所述非金属保温层6贴近于所述快堆容器外壁5一侧，这里也可以理解为将蒙皮8贴附于非金属保温层6的内壁面。
在一些具体实施例中，蒙皮8设置于非金属保温层6远离于快堆容器外壁5一侧，且位于所述非金属保温层6和所述箍架7之间。这里也可以理解为将蒙皮8贴附于非金属保温层6的外壁面。
在一些具体实施例中，蒙皮8将非金属保温层6的整体外壁面全部包覆。
在一些实施例中，为了增加不锈钢蒙皮8与非金属保温层6的贴合度，除了箍架7位置外，还在箍架7位置中间布置若干锚固螺柱，将非金属保温层6与蒙皮8固定压紧。进一步地，锚固螺栓与螺母采用点焊防松的形式防止松动。椭圆封头的非金属保温层6还通过放射性的连接条，将另一端支承在支承裙上。
在本公开的一些实施例中，提供了筒体区的非金属保温结构。
图4是本公开一些示例性中筒体区安装非金属保温结构示意图。如图4所示，首先将焊接垫板焊接在快堆容器外壁5上，具体为堆容器的椭圆封头上。不锈钢锚固螺栓焊接在焊接垫板上，非金属保温层6通过保温箍架7压紧在快堆容器外壁5上，箍架7上为了补偿冷热态的热膨胀，箍架7上螺栓孔设置为长圆孔。保温箍架7外还有不锈钢蒙皮8。为了提高非金属保温层6的支承强度，在非金属保温层6内部还设置有若干第二托板。具体的，第二托板可以选用保温块托板。
在本公开的一些实施例中，提供了保护容器波纹管区的非金属保温结构。
图5是本公开一些示例性中保护容器波纹管区安装非金属保温结构示意图。如图5所示，为了适应保护容器波纹管的外形，在波纹管外的非金属保温层6通过下部的支承弧板、上部的耳板部将不锈钢防护板固定在波纹管周围，采用不锈钢锚固螺栓将非金属保温层6、蒙皮8固定在防护板上。在不锈钢防护板与波纹管之间，填充有纳米新材料作为填充保温层。不锈钢防护板与波纹管的热膨胀差，由不锈钢防护板沿着上部的搭接槽进行释放。
在本公开的一些实施例中，提供了锥顶盖区的非金属保温结构。
图6是本公开一些示例性中锥顶盖区安装非金属保温结构示意图。图7为图6中B区域的局部图。如图6、图7所示，首先将焊接垫板焊接在堆容器椭圆封头上，不锈钢锚固螺栓焊接在焊接垫板上，非金属保温层6通过箍架压紧在堆容器壁上，为了补偿冷热态的热膨胀，箍架上螺栓孔设置为长圆孔。箍架外还有不锈钢蒙皮8。
软质保温块之间因设备热膨胀而产生的轴向缝隙，通过冷态安装挤压密实来补偿。
关于非金属保温层6材料进行具体介绍。
非金属保温层6的材料为纳米孔气凝胶复合绝热材料。例如可以选用二氧化硅等。非金属保温层6的导热系数为0.0206-0.0406W/m·k。
非金属保温层6辐照前的热导率与所述非金属保温层6辐照后的热导率之间的变化值小于规定的热导率误差。例如，规定的热导率误差可以为5％。
非金属保温层6经过辐照前的尺寸与所述非金属保温层6经过辐照后的尺寸之间的变化值小于规定的尺寸误差。例如，规定的尺寸误差可以为0.42％。
非金属保温层6材料经过了入堆辐照考验，如下表1所示，经检测辐照后的力学性能、热导率和尺寸变化，辐照后材料能保持大部分力学性能，热导率和尺寸变化在测量误差范围内。该材料可应用于反应堆堆容器等反应堆装置上。
表1
导热系数测试试验结果见表1，辐照前/后在100℃、200℃、300℃、400℃和500℃导热系数的变化率分别为-0.5％、1.7％、-1.1％、1.8％和-0.2％。变化量在0％上下波动，另外导热系数测试仪本身的测试精度≤5％，因此可认为上述导热系数的变化量为测试误差范围内。
非金属保温层6的固定装置，经过应力分析与评价，在地震载荷下，连接结构能保持结构完整性。并且固定装置充分考虑了堆容器热膨胀的位移补偿。
根据本公开实施例的用于快堆容器的非金属保温结构具有以下技术效果中的至少一个方面：
(1)将导热系数小，重量轻、耐辐照的纳米孔气凝胶复合绝热材料，经过入堆辐照考验，可应用于反应堆装置上。
(2)本公开采用的连接部结构，在地震载荷下，连接结构能保持结构完整性。
虽然根据本公开总体技术构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本公开总体技术构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。
Claims (13)
1.一种用于快堆容器的非金属保温结构，其特征在于，包括：
非金属保温层，与快堆容器外壁贴合设置；
支撑部，所述非金属保温层设置于所述快堆容器外壁和所述支撑部之间，所述支撑部支撑所述非金属保温层；
连接部，连接所述支撑部和所述快堆容器外壁，固定所述非金属保温层于所述快堆容器外壁。
2.根据权利要求1所述的非金属保温结构，其特征在于，所述支撑部包括：
箍架，所述非金属保温层设置于所述箍架和所述快堆容器外壁之间，且所述箍架与所述快堆容器外壁连接。
3.根据权利要求2所述的非金属保温结构，其特征在于，所述支撑部还包括：
蒙皮，所述蒙皮设置于所述非金属保温层远离于所述快堆容器外壁一侧，且位于所述非金属保温层和所述箍架之间。
4.根据权利要求1所述的非金属保温结构，其特征在于，所述连接部包括：
焊接垫板，与所述快堆容器外壁固定连接；
第一紧固件，所述第一紧固件一端与所述焊接垫板固定连接，所述第一紧固件另一端与所述支撑部紧固连接。
5.根据权利要求4所述的非金属保温结构，其特征在于，所述支撑部设置有长圆孔，所述第一紧固件与所述长圆孔配合连接。
6.根据权利要求1所述的非金属保温结构，其特征在于，所述非金属保温层包括：
纳米孔复合绝热毡；和
非金属包覆层，包覆于所述纳米孔复合绝热毡外。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的非金属保温结构，其特征在于，所述快堆容器包括底封头区域，在所述快堆容器的底封头区域，所述支撑部还包括：第一托板，配置为支撑所述非金属保温层端部；所述支撑部还包括：第二紧固件，所述第一托板与所述非金属保温层通过所述第二紧固件紧固连接。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的非金属保温结构，其特征在于，所述快堆容器包括筒体区域，在所述快堆容器的筒体区域，所述支撑部还包括：至少一个第二托板，嵌设于所述非金属保温层内。
9.根据权利要求8所述的非金属保温结构，其特征在于，所述非金属保温层包括多个保温块，多个保温块拼合连接；所述支撑部设置于两个所述保温块相接合的位置。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的非金属保温结构，其特征在于，所述快堆容器包括保护容器波纹管区域，在所述快堆容器的保护容器波纹管区域，所述非金属保温结构还包括填充保温层，设置于所述快堆容器内壁与所述非金属保温层之间；以及
在所述快堆容器的保护容器波纹管区域，所述支撑部还包括：支撑弧板，卡箍于所述填充保温层底部；耳板部，所述填充保温层和所述非金属保温层夹设于所述耳板部和所述支撑弧板之间；护板，所述护板设置于所述填充保温层与所述非金属保温层之间，所述护板一端与所述支撑弧板固定连接，所述护板另一端卡箍于所述耳板部上。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的非金属保温结构，其特征在于，所述非金属保温层辐照前的热导率与所述非金属保温层辐照后的热导率之间的变化值小于规定的热导率误差。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的非金属保温结构，其特征在于，所述非金属保温层经过辐照前的尺寸与所述非金属保温层经过辐照后的尺寸之间的变化值小于规定的尺寸误差。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的非金属保温结构，其特征在于，所述非金属保温层的导热系数为0.0206-0.0406W/m·k。
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