一種89堆芯懸掛主泵的一體化模塊式壓水堆的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一體化模塊式壓水堆技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆。
【背景技術(shù)】
[0002]小型堆具有較高的安全性，但一直面臨經(jīng)濟(jì)性難題。近年來(lái)，美國(guó)能源部及國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)提出了反應(yīng)堆模塊化的設(shè)計(jì)概念，試圖通過模塊化的設(shè)計(jì)，在獲得高安全性的同時(shí)，提高中小型反應(yīng)堆應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。但是，反應(yīng)堆的尺寸和功率比相對(duì)較大，在安全殼形式、非能動(dòng)系統(tǒng)設(shè)施的設(shè)置、換料工藝和模塊的組合布置等方面不盡合理，工程可實(shí)現(xiàn)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆，較好的解決了小型反應(yīng)堆安全性和經(jīng)濟(jì)性的矛盾，并具有較好的工程可實(shí)現(xiàn)性。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
[0005]—種89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆，穩(wěn)壓器、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器、多臺(tái)濕繞組主栗、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)全部?jī)?nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器集成為一體化壓水堆模塊;穩(wěn)壓器兼作反應(yīng)堆壓力容器頂蓋，穩(wěn)壓器內(nèi)部設(shè)置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板，穩(wěn)壓器內(nèi)部周向均勻水平布置有電加熱元件，電加熱元件位于隔熱板上方;多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板下方;堆內(nèi)構(gòu)件位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外側(cè)、反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)且隔熱板下方;多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器與堆內(nèi)構(gòu)件之間的環(huán)形空間內(nèi)；多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主栗的葉輪周向臥式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的模塊式蒸汽發(fā)生器下方，與濕繞組主栗相連的電機(jī)徑向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器外;堆芯位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正下方，堆芯正下方設(shè)有水平帶孔的水流分配板。
[0006]所述的堆芯采用89組活性段高度為2m至2.Sm、截面呈17 X 17方形排列的燃料組件。
[0007]所述的反應(yīng)堆壓力容器上部設(shè)有主法蘭，腰部設(shè)有次法蘭。
[0008]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:
[0009]本實(shí)用新型從安全性、經(jīng)濟(jì)性兼顧角度，重點(diǎn)解決現(xiàn)有小型堆經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，進(jìn)一步提升小型堆的安全性。將一體化、模塊式兩種先進(jìn)理念全新融于小型堆的設(shè)計(jì)。一體化可提高反應(yīng)堆的固有安全性，模塊式可縮短建設(shè)周期，降低造價(jià)，提高制造安裝質(zhì)量。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)工廠模塊化制造、運(yùn)輸及安裝，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)的施工量，可縮短建設(shè)周期，降低造價(jià)，提高制造安裝質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著;本實(shí)用新型大幅提高反應(yīng)堆的固有安全性，理論上可取消場(chǎng)外應(yīng)急，為核能靠近城鎮(zhèn)建設(shè)提供了可能，為提高核能及核動(dòng)力推進(jìn)反應(yīng)堆安全性具有革命性意義;本實(shí)用新型可提供單堆模塊達(dá)到300MWe級(jí)所需的反應(yīng)堆功率，較好解決小型堆的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。
[0010]本實(shí)用新型將穩(wěn)壓器、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器、多臺(tái)濕繞組主栗、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)全部?jī)?nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器集成為一體化反應(yīng)堆模塊。一體化模塊后，取消傳統(tǒng)核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主回路管道及波動(dòng)管從而消除大失水事故；內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)消除彈棒事故；內(nèi)置濕繞組主栗消除傳統(tǒng)核電廠主栗軸封系統(tǒng)及其潛在的失水事故;大幅度提高反應(yīng)堆固有安全性，并便于模塊化制造、運(yùn)輸及安裝。本實(shí)用新型公開的反應(yīng)堆堆芯采用89組活性段高度為2m至2.Sm、截面呈17X17方形排列的燃料組件，可提供單堆模塊達(dá)到300Mffe級(jí)所需的反應(yīng)堆功率。本實(shí)用新型使用的內(nèi)置穩(wěn)壓器采用帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板和周向均勻水平布置電加熱元件，從而消除傳統(tǒng)核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)穩(wěn)壓器波動(dòng)管及其潛在的失水事故。隔熱板隔熱效果好，還可自動(dòng)適應(yīng)穩(wěn)壓器殼體因高溫及內(nèi)壓而產(chǎn)生的徑向變形。本實(shí)用新型將多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器與堆內(nèi)構(gòu)件之間的環(huán)形空間內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效率高，可根據(jù)功率需求靈活確定蒸汽發(fā)生器的數(shù)量。本實(shí)用新型將用于反應(yīng)堆反應(yīng)性控制的多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)采用模塊式雙層裝配布置，大幅降低冷卻劑流道阻力，并解決內(nèi)置CRDM安裝檢修難題。本實(shí)用新型將多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主栗的蝸殼及葉輪周向立式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器底封頭內(nèi)，與主栗相連的電機(jī)懸掛布置于反應(yīng)堆壓力容器底封頭下方，為反應(yīng)堆冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)提供直接的驅(qū)動(dòng)壓頭及所需的冷卻流量，使得冷卻劑循環(huán)流道變短、變直，大幅降低一回路流道阻力及冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)的運(yùn)行能耗。本實(shí)用新型在堆芯下方設(shè)有水平帶孔的水流分配板，確保堆芯入口水流分配均勻。反應(yīng)堆壓力容器在上部設(shè)有主法蘭，在腰部設(shè)有次法蘭。主法蘭主要用于反應(yīng)堆安裝、換料、檢修等操作頻率較高時(shí)打開反應(yīng)堆時(shí)使用。由于蒸汽發(fā)生器設(shè)計(jì)壽期往往是30年，而壓力容器設(shè)計(jì)壽期往往是60年，次法蘭主要用于更換模塊式蒸汽發(fā)生器連帶的反應(yīng)堆壓力容器段時(shí)使用。避免了蒸汽發(fā)生器需要更換時(shí)一體化反應(yīng)堆壓力容器整體更換的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低機(jī)組運(yùn)行維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的一體化模塊式壓水堆結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)置穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中，1、反應(yīng)堆壓力容器;2、穩(wěn)壓器;3、模塊式蒸汽發(fā)生器;4、濕繞組主栗;5、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);6、隔熱板;7、電加熱元件;8、堆內(nèi)構(gòu)件;9、葉輪；10、堆芯；11、水流分配板；12、
主法蘭；13、次法蘭。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型所述一種89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆如下:穩(wěn)壓器2、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3、多臺(tái)濕繞組主栗4、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5全部?jī)?nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器I集成為一體化壓水堆模塊;穩(wěn)壓器2兼作反應(yīng)堆壓力容器I頂蓋，穩(wěn)壓器2內(nèi)部設(shè)置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板6，穩(wěn)壓器2內(nèi)部周向均勻水平布置有電加熱元件7，電加熱元件7位于隔熱板6上方。多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板6下方。堆內(nèi)構(gòu)件8位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5外側(cè)、反應(yīng)堆壓力容器I內(nèi)且隔熱板6下方。多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器I與堆內(nèi)構(gòu)件8之間的環(huán)形空間內(nèi)。多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主栗4的葉輪9周向臥式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器I內(nèi)的模塊式蒸汽發(fā)生器3下方，與濕繞組主栗4相連的電機(jī)徑向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器I外。堆芯10位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5正下方，堆芯10采用89組活性段高度為2m至2.Sm、截面呈17 X17方形排列的燃料組件。堆芯10正下方設(shè)有水平帶孔的水流分配板11，反應(yīng)堆壓力容器I在上部設(shè)有主法蘭12，在腰部設(shè)有次法蘭13。
[0016]本實(shí)施例中穩(wěn)壓器2、16臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3、2臺(tái)濕繞組主栗4、61組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5全部?jī)?nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器I集成為一體化反應(yīng)堆模塊，消除反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)回路管道及大失水事故，便于模塊化制造、運(yùn)輸及安裝；
[0017]本實(shí)施例反應(yīng)堆堆芯采用89組活性段高度為2.65m、截面呈17X 17方形排列的燃料組件。
[0018]如圖2所示，本實(shí)施例中內(nèi)置穩(wěn)壓器2的總?cè)莘e約為25m3，采用帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板6和周向均勻水平布置電加熱元件7共60根，消除傳統(tǒng)的波動(dòng)管。
[0019]本實(shí)施例中16臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器I與堆內(nèi)構(gòu)件8之間的環(huán)形空間內(nèi)。反應(yīng)堆壓力容器I內(nèi)徑約為3800_。
[0020]本實(shí)施例中61組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5采用模塊式雙層裝配布置，大幅降低冷卻劑流道阻力，并解決內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝檢修難題。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例中2臺(tái)內(nèi)置濕繞組主栗4的葉輪10周向立式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器底封頭內(nèi)，使得冷卻劑循環(huán)回路變短、變直，大幅降低一回路流道阻力及冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)的運(yùn)行能耗。主栗流量約為6800m3/h。
[0022]本實(shí)施例中堆芯10下方設(shè)有水平帶孔的水流分配板11，確保堆芯10入口水流分配均勻。反應(yīng)堆壓力容器I在上部設(shè)有主法蘭12，在腰部設(shè)有次法蘭13。主法蘭12主要用于反應(yīng)堆安裝、換料、檢修等操作頻率較高時(shí)打開反應(yīng)堆時(shí)使用。次法蘭13主要用于更換模塊式蒸汽發(fā)生器3連帶的反應(yīng)堆壓力容器段時(shí)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆，其特征在于:穩(wěn)壓器(2)、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器(3)、多臺(tái)濕繞組主栗(4)、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)全部?jī)?nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器(I)集成為一體化壓水堆模塊;穩(wěn)壓器(2)兼作反應(yīng)堆壓力容器(I)頂蓋，穩(wěn)壓器(2)內(nèi)部設(shè)置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板(6)，穩(wěn)壓器(2)內(nèi)部周向均勻水平布置有電加熱元件(7)，電加熱元件(7)位于隔熱板(6)上方;多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板(6)下方;堆內(nèi)構(gòu)件(8)位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)外側(cè)、反應(yīng)堆壓力容器(I)內(nèi)且隔熱板(6)下方;多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器(3)周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器(I)與堆內(nèi)構(gòu)件(8)之間的環(huán)形空間內(nèi)；多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主栗(4)的葉輪(9)周向臥式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器(I)內(nèi)的模塊式蒸汽發(fā)生器(3)下方，與濕繞組主栗(4)相連的電機(jī)徑向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器(I)外;堆芯(10)位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)正下方，堆芯(10)正下方設(shè)有水平帶孔的水流分配板(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆，其特征在于:所述的堆芯(10)采用89組活性段高度為2m至2.Sm、截面呈17X17方形排列的燃料組件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的89堆芯懸掛主栗的一體化模塊式壓水堆，其特征在于:所述的反應(yīng)堆壓力容器(I)上部設(shè)有主法蘭(12 )，腰部設(shè)有次法蘭(13)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于一體化模塊式壓水堆技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種89堆芯懸掛主泵的一體化模塊式壓水堆。穩(wěn)壓器、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器、多臺(tái)濕繞組主泵、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)全部?jī)?nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器集成為一體化壓水堆模塊；穩(wěn)壓器兼作反應(yīng)堆壓力容器頂蓋，穩(wěn)壓器內(nèi)部設(shè)置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板，穩(wěn)壓器內(nèi)部周向均勻水平布置有電加熱元件，電加熱元件位于隔熱板上方；多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板下方；堆內(nèi)構(gòu)件位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外側(cè)、反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)且隔熱板下方。本實(shí)用新型較好的解決了小型反應(yīng)堆安全性和經(jīng)濟(jì)性的矛盾，并具有較好的工程可實(shí)現(xiàn)性。
【IPC分類】G21C1/09, G21C3/32, G21C15/24, G21C15/02, G21C7/12, G21C9/00
【公開號(hào)】CN205354670
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521041391
【發(fā)明人】秦忠, 宋丹戎, 李慶, 許斌, 李松, 鐘發(fā)杰, 陳智, 曾未
【申請(qǐng)人】中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日