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CN103871502A - 一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置 - Google Patents

一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置 Download PDF

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CN103871502A
CN103871502A CN201210540652.5A CN201210540652A CN103871502A CN 103871502 A CN103871502 A CN 103871502A CN 201210540652 A CN201210540652 A CN 201210540652A CN 103871502 A CN103871502 A CN 103871502A
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CN
China
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flow distribution
reactor
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nuclear reactor
distribution device
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Application number
CN201210540652.5A
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English (en)
Inventor
夏欣
罗英
李燕
余志伟
赵伟
王庆田
李宁
杜华
张翼
胡朝威
何培峰
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Nuclear Power Institute of China
Original Assignee
Nuclear Power Institute of China
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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Abstract

本发明涉及一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其设置在压力容器下封头内的下腔室中，包括：流量分配筒、连接板、基础连接板；反应堆堆芯下支撑板、流量分配筒、连接板、基础连接板共轴线，并且自上而下依次布置；还包括设置在所述反应堆下封头内表面并径向凸出的支撑环；所述流量分配筒为筒状结构，其下端固定在所述支撑环上。本发明简化反应堆下腔室结构，提高稳定性和可靠性；本发明实现反应堆下腔室冷却剂流量的分配，克服了堆芯入口区域流场不均匀现象；本发明结构简单，降低了成本，并提高了经济性。

Description

一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置
技术领域
本发明涉及压水堆核电站领域，具体涉及一种用于压水堆核电站的反应堆下腔室筒式流量分配装置。
背景技术
目前运行的二代和二代改进型压水型核反应堆中，堆芯中子通量测量探测器从压力容器下封头引出，因此在下封头处设置了仪表套管及贯穿件等部件，这些仪表套管、贯穿件连同格架板、二次支承柱等结构可以对下腔室的冷却剂流场进行搅混以抑制涡流的形成，同时对进入堆芯的流量进行均匀分配。然而，下封头处贯穿件的存在，增加了下封头潜在失效的风险，并且下腔室结构非常复杂。第三代压水堆堆芯测量仪表由压力容器上封头引出，在很大程度上简化了反应堆下腔室结构，但将导致堆芯入口区域流场产生不均匀性，因此，为满足进入堆芯的冷却剂均匀分配的要求，提升反应堆整体性能，需要在反应堆下腔室设置一种流量分配装置。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种适用于堆芯测量仪表由压力容器上封头引出的反应堆，并能够克服堆芯入口区域流场不均匀性，满足进入堆芯的冷却剂均匀分配要求的下腔室筒式流量分配装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其设置在压力容器下封头内的下腔室中，包括：流量分配筒、连接板、基础连接板；反应堆堆芯下支撑板、流量分配筒、连接板、基础连接板共轴线，并且自上而下依次布置；还包括设置在所述反应堆下封头内表面并径向凸出的支撑环；所述流量分配筒为筒状结构，其下端固定在所述支撑环上。
所述流量分配筒筒壁自上而下错层布置有9~12层流水孔。
所述流量分配筒的外径为1.5R~1.8R，轴向高度为0.2R~0.3R，筒壁厚为0.02R~0.04R；其中，R为所述压力容器下封头的内径。
所述流水孔的内径为0.02R~0.04R。
当反应堆处于冷态时，所述流量分配筒的上端面与堆芯下支撑板下表面的垂直距离为0.02R~0.027R；当反应堆处于热态时，所述流量分配筒的上端面与堆芯下支撑板下表面的垂直距离为0.01R~0.19R。
所述连接板为环形板，其上设置有若干个轴向通透的开口。
所述连接板外径为0.9R~1.1R，板厚为0.02~0.04R；所述连接板的上表面与所述堆芯下支撑板的垂直距离为0.43R~0.6R。
所述基础连接板为正方形板结构，其中央开有正方形透孔。
所述基础连接板的下表面与堆芯下支撑板的下表面的垂直距离为0.7R~0.9R；所述基础连接板的下表面与压力容器下封头内表面的轴向距离为0.01R~0.03R。
本发明的有益效果：
（1）本发明简化反应堆下腔室结构，提高稳定性和可靠性；
（2）本发明实现反应堆下腔室冷却剂流量的分配，克服了堆芯入口区域流场不均匀现象；
（3）本发明结构简单，降低了成本，并提高了经济性。
附图说明
图1为本发明一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置示意图；
图2为本发明一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置中流量分配筒示意图；
图3为本发明一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置中流量分配筒俯视图；
图4为本发明一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置中连接板示意图；
图5为本发明一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置中基础连接板示意图；
图中：1-堆芯下支撑板；2-流量分配筒；201-流水孔；202-内法兰；3-支撑环；4-二次支承柱；5-连接板；6-能量吸收器；7-基础连接板；8-压力容器；9-下腔室；10-下降腔；11-径向支撑件11。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
核电站反应堆包括压力容器8，所述压力容器8内设有吊篮组件，所述吊篮组件下端设置有堆芯下支撑板1，所述堆芯下支撑板1支撑在堆芯径向支撑件11上，所述吊篮组件外壁与压力容器8的内壁之间形成一个下降腔10；所述压力容器8的下封头内处于堆芯下支撑板1下部的区域为下腔室9；反应堆运行时，冷却剂经冷管段进入压力容器8，并经下降腔10流入所述下腔室9；冷却剂在下腔室9内混合后向上穿过堆芯下支撑板1进入堆芯与堆芯内燃料组件进行流动换热，最后经压力容器8的热管段流出压力容器8；
本发明一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其设置在压力容器8下封头内的下腔室中，包括：流量分配筒2、连接板5、基础连接板7；所述流量分配筒2、连接板5、基础连接板7与堆芯下支撑板1共轴线；
所述压力容器下封头的内半径为R，取R=2200mm；在所述下腔室10内，在所述反应堆下封头内表面还焊接有径向凸出的支撑环3；
所述流量分配筒2为筒状结构，其设置有内法兰202，其通过所述内法兰202通过螺钉固定在所述支撑环3上；所述流量分配筒2筒壁自上而下错层布置有11层流水孔201；所述流量分配筒2的外径为3800mm，轴向高度为600mm，其筒壁厚为50mm；所述流水孔201的内径为50mm；
处于冷态时，即反应堆停堆时，所述流量分配筒2上端面与堆芯下支撑板1下表面的垂直距离为50.8mm；处于热态时，即反应堆运行时，所述流量分配筒2上端面与堆芯下支撑板1下表面的垂直距离为37.5mm；这样设计是为了保证在反应堆运行时以及处于事故工况时，堆芯下支撑板1均不与所述流量分配筒2接触。
所述连接板5的外径为2422mm，其整体呈圆板状，且中心开有一个中心孔，中心孔与其外边缘之间的板面开有4个开口；所述连接板5通过12根二次支承柱4连接到堆芯下支撑板1的下表面；所述12根二次支撑柱4一端通过螺钉与所述连接板5固定，另一端通过螺钉与所述堆芯下支撑板1的下表面固定；所述连接板5的上表面与所述堆芯下支撑板1的垂直距离为1066.8mm；所述连接板5的轴向厚度为51.6mm；
所述基础连接板7为正方形板结构，其中央开有一个正方形透孔；4个能量吸收器一端固定在所述基础连接板7的上表面，另一端固定在所述连接板5的下表面；所述基础连接板7的下表面与所述堆芯下支撑板1的下表面的垂直距离为1682.8mm；所述基础连接板7的下表面外边缘与所述压力容器下封头内表面的轴向距离为26.9mm.
本发明的一种压水型核反应堆下腔室流量分配装置，大大简化了反应堆下腔室结构，提高了结构稳定性和可靠性。使用该流量分配筒2前后，下腔室9冷却剂流量分配不均匀因子计算值明显降低，满足了热工水力的要求，很好解决了下腔室9冷却剂流量的分配不均的问题，显著提升了反应堆整体性能。

Claims (9)

1.一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其设置在压力容器下封头内的下腔室中，其特征在于：包括：流量分配筒、连接板、基础连接板；反应堆堆芯下支撑板、流量分配筒、连接板、基础连接板共轴线，并且自上而下依次布置；还包括设置在所述反应堆下封头内表面并径向凸出的支撑环；所述流量分配筒为筒状结构，其下端固定在所述支撑环上。
2.按照权利要求1所述的核反应堆下腔室流量分配装置，其特征在于：所述流量分配筒筒壁自上而下错层布置有9~12层流水孔。
3.按照权利要求2所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：所述流量分配筒的外径为1.5R~1.8R，轴向高度为0.2R~0.3R，筒壁厚为0.02R~0.04R；其中，R为所述压力容器下封头的内半径。
4.按照权利要求3所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：所述流水孔的内径为0.02R~0.04R。
5.按照权利要求4所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：当反应堆处于冷态时，所述流量分配筒的上端面与堆芯下支撑板下表面的垂直距离为0.02R~0.027R；当反应堆处于热态时，所述流量分配筒的上端面与堆芯下支撑板下表面的垂直距离为0.01R~0.19R。
6.按照权利要求3所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：所述连接板为环形板，其上设置有若干个轴向通透的开口。
7.按照权利要求6所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：所述连接板外径为0.9R~1.1R，板厚为0.02~0.04R；所述连接板的上表面与所述堆芯下支撑板的垂直距离为0.43R~0.6R。
8.按照权利要求3所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：所述基础连接板为正方形板结构，其中央开有正方形透孔。
9.按照权利要求8所述的核反应堆下腔室筒式流量分配装置，其特征在于：所述基础连接板的下表面与堆芯下支撑板的下表面的垂直距离为0.7R~0.9R；所述基础连接板的下表面与压力容器下封头内表面的轴向距离为0.01R~0.03R。
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