專利名稱:一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超臨界水冷堆堆內(nèi)構(gòu)件，具體一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
超臨界壓水堆是以輕水為冷卻劑，運行在水的臨界點之上的一種先進的第四代反應(yīng)堆。目前常用的超臨界水冷堆為單流程或三流程結(jié)構(gòu)的超臨界水冷堆。單流程結(jié)構(gòu)的超臨界水冷堆堆內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單，但熱效率低，堆芯功率密度變化梯度大。三流程結(jié)構(gòu)的超臨界水冷堆堆芯軸向分布均勻，但堆內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，過多的流程數(shù)會使得反應(yīng)堆自然循環(huán)能力下降，堆芯安全系數(shù)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有超臨界水冷堆堆內(nèi)構(gòu)件所存在的熱效率低或堆芯安全系數(shù)低的缺陷，提供了一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其在保證熱效率的同時并能保證結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。
本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，包括吊籃筒體、固定在吊籃筒體下端的堆芯下板、與堆芯下板連接的集流腔殼體、固定于吊籃筒體內(nèi)的壓緊筒體、連接于壓緊筒體下端的堆芯上板及設(shè)置在壓緊筒體內(nèi)的下部支承板和上圍板，所述下部支承板上方的壓緊筒體內(nèi)區(qū)域構(gòu)成上腔體，所述上圍板上下兩端分別與下部支承板和堆芯上板連接，所述上圍板、下部支承板及堆芯上板三者之間構(gòu)成混合腔體，下部支承板設(shè)有接通上腔體與混合腔體的通水孔，所述上圍板、下部支承板、堆芯上板及壓緊筒體四者共同構(gòu)成一個環(huán)形的出口蒸汽腔，所述壓緊筒體連接有接通出口蒸汽腔且穿過吊籃筒體的出口內(nèi)套管，所述堆芯下板與集流腔殼體之間構(gòu)成有集流腔，所述集流腔殼體設(shè)有多個接通集流腔的開孔，所述吊籃筒體和壓緊筒體兩者上部均設(shè)有周向的開孔。本發(fā)明在應(yīng)用時固定于反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)，吊籃筒體與反應(yīng)堆壓力容器的筒體之間構(gòu)成有下降環(huán)腔，吊籃筒體裝容和支承圍板成形板、堆芯下板等，吊籃筒體和壓緊筒體兩者上部周向的開孔為冷卻劑進入上腔體提供通道；堆芯下板支承和定位燃料組件，為冷卻劑提供通道，并和集流腔殼體一并組成下腔室集流結(jié)構(gòu)。堆芯上板對燃料組件起定位固定、壓緊和密封作用，同時為控制棒組件、堆內(nèi)測量結(jié)構(gòu)提供支撐和通道。集流腔殼體的開孔為從下降環(huán)腔進入下封頭的冷卻劑提供進入集流腔的通道?；旌锨惑w和出口蒸汽腔均通過燃料組件與集流腔接通，其中，接通混合腔體與集流腔的燃料組件為一流程燃料組件，接通出口蒸汽腔與集流腔的燃料組件為二流程燃料組件。
所述吊籃筒體的內(nèi)壁設(shè)有密封支承環(huán)，所述壓緊筒體設(shè)有固定在密封支承環(huán)上來密封壓緊筒體下端與吊籃筒體之間的周向間隙的密封環(huán)。其中，密封支承環(huán)為密封環(huán)提供支承臺階，而在密封環(huán)的作用下避免了冷卻劑從吊籃筒體與壓緊筒體之間的間隙進入堆芯內(nèi)。[0006]所述堆芯上板下方的吊籃筒體內(nèi)壁上連接有圍板成形板。本發(fā)明在應(yīng)用時圍板成形板位于燃料外圍，有效的保證了燃料組件之間的慢化劑流道，并降低了堆芯對反應(yīng)堆壓力容器的輻照影響。
所述堆芯下板構(gòu)成有多個接通集流腔的流水孔，每個流水孔內(nèi)均設(shè)有一個節(jié)流件。本發(fā)明應(yīng)用時燃料組件的下管座均一一對應(yīng)嵌入堆芯下板的流水孔內(nèi)，通過節(jié)流件能保證進入每組燃料組件的冷卻劑流量與組件功率匹配。
一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，還包括控制棒導(dǎo)向組件，所述控制棒導(dǎo)向組件下端固定在下部支承板上。其中，本發(fā)明應(yīng)用時控制棒導(dǎo)向組件為控制棒組件提供定位和導(dǎo)向。
所述壓緊筒體內(nèi)連接有上部支承板，所述控制棒導(dǎo)向組件穿過上部支承板后固定在下部支承板上，上部支承板構(gòu)成有貫穿其上下端面的過水孔。本發(fā)明在下部支承板的基礎(chǔ)上增設(shè)上部支承板來對控制棒導(dǎo)向組件進行定位，進一步保證本發(fā)明結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
所述壓緊筒體頂部連接有壓緊彈簧。本發(fā)明應(yīng)用于超臨界水冷堆上時反應(yīng)堆壓力容器的頂蓋下壓在壓緊彈簧上，壓緊彈簧是實現(xiàn)具有補償反應(yīng)堆壓力容器的筒體和頂蓋、吊籃組件等軸向制造誤差和熱膨脹差的功能，實現(xiàn)堆內(nèi)構(gòu)件軸向壓緊，限制堆內(nèi)構(gòu)件在沖擊載荷作用下過大的軸向竄動。
所述吊籃筒體的側(cè)壁設(shè)有內(nèi)套管通孔，所述出口內(nèi)套管穿過內(nèi)套管通孔后與壓緊筒體連接，所述出口內(nèi)套管的外徑小于內(nèi)套管通孔的直徑。出口內(nèi)套管直徑小于吊籃筒體上的內(nèi)套管通孔外徑，有利于安裝，保證了在運行狀態(tài)下吊籃筒體的熱膨脹不至于影響出口內(nèi)套管的安全性和穩(wěn)定性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:(1)本發(fā)明應(yīng)用時進入上腔體的水經(jīng)混合腔體后至集流腔的過程中按照合理的流程分配，作為燃料組件之間的慢化劑、一流程燃料組件的冷卻劑和慢化劑流經(jīng)堆芯區(qū)域；本發(fā)明通過集流腔實現(xiàn)部分入口冷卻劑、全部慢化劑及一流程燃料組件出口冷卻劑的匯集和攪混，并通過出口蒸汽腔實現(xiàn)一、二流程燃料組件的冷卻劑隔離及超臨界態(tài)出口水的匯集、攪混和導(dǎo)出；本發(fā)明通過集流腔和出口蒸汽腔實現(xiàn)了各部分冷卻劑的集流、攪混和入堆流量再分配，還避免了反應(yīng)堆壓力容器承受較高的溫度；本發(fā)明采用雙流程結(jié)構(gòu)，避免了單流程結(jié)構(gòu)超臨界水冷堆熱效率低的缺陷；本發(fā)明通過設(shè)置出口內(nèi)套管，避免了出口水與反應(yīng)堆壓力容器的筒體接觸而導(dǎo)致反應(yīng)堆壓力容器承受巨大的熱應(yīng)力，滿足了結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性要求。
(2)本發(fā)明在吊籃筒體和壓緊筒體上開孔，與在法蘭上開孔相比，降低了設(shè)計和制
造難度。


圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中附圖標記所對應(yīng)的名稱為:1、吊籃筒體，2、壓緊筒體，3、出口內(nèi)套管，4、壓緊彈簧，5、上部支承板，6、下部支承板，7、堆芯上板，8、堆芯下板，9、上圍板，10、圍板成形板，11、集流腔殼體，12、節(jié)流件，13、密封環(huán)，14、控制棒導(dǎo)向組件。
具體實施方式
[0016]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例:
如圖1所示，一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，包括吊籃筒體1、壓緊筒體2、上部支承板5、下部支承板6、堆芯上板7、堆芯下板8、上圍板9、集流腔殼體11及控制棒導(dǎo)向組件14，其中，堆芯下板8固定在吊籃筒體I下端，集流腔殼體11與堆芯下板8連接，壓緊筒體2固定于吊籃筒體I內(nèi)，堆芯上板7連接于壓緊筒體2下端，下部支承板6和上圍板9均設(shè)置在壓緊筒體2內(nèi)。下部支承板6上方的壓緊筒體2內(nèi)區(qū)域構(gòu)成上腔體，上圍板9上下兩端分別與下部支承板6和堆芯上板7連接，上圍板9、下部支承板6及堆芯上板7三者之間構(gòu)成混合腔體，下部支承板6設(shè)有接通上腔體與混合腔體的通水孔，上部支承板5位于下部支承板6上方且與壓緊筒體2內(nèi)壁連接，上部支承板5構(gòu)成有貫穿其上下端面的過水孔，控制棒導(dǎo)向組件14穿過上部支承板5后固定在下部支承板6上。上圍板9、下部支承板6、堆芯上板7及壓緊筒體2四者共同構(gòu)成一個環(huán)形的出口蒸汽腔，壓緊筒體2連接有接通出口蒸汽腔且穿過吊籃筒體I的出口內(nèi)套管3。為了避免吊籃筒體I的熱膨脹不影響出口內(nèi)套管3的安全性和穩(wěn)定性，吊籃筒體I的側(cè)壁設(shè)有內(nèi)套管通孔，出口內(nèi)套管3穿過內(nèi)套管通孔后與壓緊筒體2連接，且出口內(nèi)套管3的外徑小于內(nèi)套管通孔的直徑。堆芯下板8與集流腔殼體11之間構(gòu)成有集流腔，集流腔殼體11設(shè)有多個接通集流腔的開孔，吊籃筒體I和壓緊筒體2兩者上部均設(shè)有周向的開孔。壓緊筒體2的頂部連接有壓緊彈簧4，其中，壓緊彈簧4優(yōu)選為采用Z型彈簧。
吊籃筒體I的內(nèi)壁設(shè)有密封支承環(huán)，壓緊筒體2設(shè)有固定在密封支承環(huán)上來密封壓緊筒體2下端與吊籃筒體I之間的周向間隙的密封環(huán)13，其中，密封環(huán)13采用“C”形環(huán)或“O”形環(huán)，材料為鎳基合金。堆芯上板7下方的吊籃筒體I內(nèi)壁上連接有圍板成形板10。堆芯下板8構(gòu)成有多個接通集流腔的流水孔，每個流水孔內(nèi)均設(shè)有一個節(jié)流件12，其中，節(jié)流件12的流通面積根據(jù)熱工水力需求及流場分析結(jié)果選取。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式
只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:包括吊籃筒體(I)、固定在吊籃筒體(I)下端的堆芯下板(8)、與堆芯下板(8)連接的集流腔殼體(11)、固定于吊籃筒體(I)內(nèi)的壓緊筒體(2)、連接于壓緊筒體(2)下端的堆芯上板(7)及設(shè)置在壓緊筒體(2)內(nèi)的下部支承板(6)和上圍板(9)，所述下部支承板(6)上方的壓緊筒體(2)內(nèi)區(qū)域構(gòu)成上腔體，所述上圍板(9)上下兩端分別與下部支承板(6)和堆芯上板(7)連接，所述上圍板(9)、下部支承板(6)及堆芯上板(7)三者之間構(gòu)成混合腔體，下部支承板(6)設(shè)有接通上腔體與混合腔體的通水孔，所述上圍板(9)、下部支承板(6)、堆芯上板(7)及壓緊筒體(2)四者共同構(gòu)成一個環(huán)形的出口蒸汽腔，所述壓緊筒體(2)連接有接通出口蒸汽腔且穿過吊籃筒體(I)的出口內(nèi)套管(3)，所述堆芯下板(8)與集流腔殼體(11)之間構(gòu)成有集流腔，所述集流腔殼體(11)設(shè)有多個接通集流腔的開孔，所述吊籃筒體(I)和壓緊筒體(2 )兩者上部均設(shè)有周向的開孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:所述吊籃筒體(I)的內(nèi)壁設(shè)有密封支承環(huán)，所述壓緊筒體(2)設(shè)有固定在密封支承環(huán)上來密封壓緊筒體(2 )下端與吊籃筒體(I)之間的周向間隙的密封環(huán)(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:所述堆芯上板(7)下方的吊籃筒體(I)內(nèi)壁上連接有圍板成形板(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:所述堆芯下板(8)構(gòu)成有多個接通集流腔的流水孔，每個流水孔內(nèi)均設(shè)有一個節(jié)流件(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1 4中任一項所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:還包括控制棒導(dǎo)向組件(14)，所述控制棒導(dǎo)向組件(14)下端固定在下部支承板(6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:所述壓緊筒體(2)內(nèi)連接有上部支承板(5)，所述控制棒導(dǎo)向組件(14)穿過上部支承板(5)后固定在下部支承板(6)上，上部支承板(5)構(gòu)成有貫穿其上下端面的過水孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1 4中任一項所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:所述壓緊筒體(2 )頂部連接有壓緊彈簧(4 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1 4中任一項所述的一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，其特征在于:所述吊籃筒體(I)的側(cè)壁設(shè)有內(nèi)套管通孔，所述出口內(nèi)套管(3)穿過內(nèi)套管通孔后與壓緊筒體(2)連接，所述出口內(nèi)套管(3)的外徑小于內(nèi)套管通孔的直徑。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種適用于超臨界水冷堆雙流程堆芯的堆內(nèi)構(gòu)件，包括吊籃筒體、堆芯下板、集流腔殼體、壓緊筒體、堆芯上板、下部支承板及上圍板，其中，下部支承板上方的壓緊筒體內(nèi)區(qū)域構(gòu)成上腔體，上圍板、下部支承板及堆芯上板三者之間構(gòu)成混合腔體，下部支承板設(shè)有接通上腔體與混合腔體的通水孔。上圍板、下部支承板、堆芯上板及壓緊筒體四者共同構(gòu)成一個環(huán)形的出口蒸汽腔，壓緊筒體連接有接通出口蒸汽腔且穿過吊籃筒體的出口內(nèi)套管。堆芯下板與集流腔殼體之間構(gòu)成有集流腔，集流腔殼體設(shè)有多個接通集流腔的開孔，吊籃筒體和壓緊筒體兩者上部均設(shè)有周向的開孔。本發(fā)明采用雙流程結(jié)構(gòu)，在保證熱效率的同時并能保證結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。
文檔編號G21C15/16GKCN103106931SQ201310042980
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月4日
發(fā)明者張宏亮, 羅英, 杜華, 劉曉, 范恒, 陳訓(xùn)剛, 蔣興鈞, 胡朝威, 李寧, 何培峰 申請人:中國核動力研究設(shè)計院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan