CN103971769B - 反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，包括设置在出口接管内的隔热内衬套管、传动连杆、连杆端盖、驱动螺纹，以及安装在出口接管远离堆芯吊篮一端的接管端盖，隔热内衬套管远离堆芯吊篮的一端与固定连接在其上的连杆端盖一共同形成缸套，传动连杆的一端通过连杆端盖一的开口伸入缸套并可以卡在缸套内，另一端安装在固定连接的连杆端盖二及驱动螺纹之间，驱动螺纹与出口接管之间通过螺纹连接，形成螺纹副。传动连杆伸入缸套内的一端与缸套的底部之间设置有减震弹簧。本发明实现了换料中吊篮取放同时保持换料水位不变，使换料得以安全进行，并在反应堆正常运行提供良好密封，且结构简单、经济。

Description

反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构
技术领域
本发明涉及一种核反应堆换料水位控制结构，具体是一种核反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构。尤其适用于需移开出口通道才能实现吊篮吊出的堆型，如超临界水冷堆。
背景技术
现有压水型反应堆工作温度和工作压力较低（温度一般小于300℃、压力一般小于20MPa），在堆芯流体出口接管材料的性能要求上，成熟的国产材料508-III钢已能满足，无需在出口接管内设置隔热内衬套管。因此，现有压水型反应堆一般采用简单出口接管，即在出口接管内部无隔热内衬套管等装置，吊篮的轴向位移不会受到隔热内衬套管限制，可方便地吊出吊篮和完成换料。
但是在运行条件苛刻的其他类型反应堆，例如超临界水冷堆中，由于运行条件十分苛刻（工作压力为25MPa、温度为500~650℃），如采取同现有的压水型反应堆同样的简单出口接管，则对直接承受该工作压力和工作温度的出口接管材料有非常高的性能要求，目前，尚无能够满足该性能要求的成熟材料。故简单出口接管已不能满足超临界水冷堆的功能要求，而需要在出口接管内设置隔热内衬套管。由于隔热内衬套管径向***吊篮，限制了吊篮的轴向位移，因此需要设置换料水位控制结构，能够在堆芯换料时，在维持换料水位不变的情况下，径向拔出隔热内衬套管，进而吊出吊篮、完成换料。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，针对需移开出口通道才能实现吊篮吊出的堆型，如超临界水冷堆，提供了一种能够在堆芯换料时，在维持换料水位不变的情况下，可以实现驱动开口通道***或拔出吊篮以及压紧筒体，进而实现反应堆的换料和水位控制的螺纹连杆式换料水位控制结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，包括设置在反应堆堆芯吊篮上、作为堆芯流体出口的出口接管，出口接管远离吊篮的一端设置有接管端盖，出口接管内设置有隔热内衬套管，所述的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构还包括传动连杆、驱动螺纹、连杆端盖一，所述的隔热内衬套管远离吊篮的一端与固定连接在其上的连杆端盖一共同形成一个缸套，传动连杆的一端通过连杆端盖一的开口伸入缸套内，并可以卡在缸套内。
所述的传动连杆的另一端安装在固定连接的连杆端盖二及驱动螺纹之间，所述的驱动螺纹与出口接管之间通过螺纹连接，形成螺纹副。
所述的传动连杆伸入缸套内的一端与缸套的底部之间设置有减震弹簧。
所述的连杆端盖一、连杆端盖二通过螺钉分别与隔热内衬套管、驱动螺纹连接。
所述的接管端塞与冷却剂出口接管之间通过螺栓进行密封连接。
基于以上的技术方案，本发明实现了在需移开出口通道才能实现吊篮吊出的堆型，如超临界水冷堆中，在堆堆芯换料时，能够在保持堆芯水位不变的情况下，将设置在出口接管内的隔热内衬套管***、拔出吊篮，从而使得吊篮能够顺利地吊出，完成堆芯换料；进一步地，在超临界水冷堆正常运行时，本发明的技术方案还实现了为反应堆一回路流体提供密封保护的技术效果，并能够降低部件的振动、压力疲劳腐蚀，提高部件的可靠性与使用寿命，增加安全性，降低经济成本。
说明书附图
图1反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构示意图
图2反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构螺纹连杆部位局部放大图
附图说明
在图中：1-反应堆压力容器筒体；2-冷却剂出口接管；3-隔热内衬套管；4-接管端盖；5-吊篮；6-压紧筒体；7-减震弹簧；8-传动连杆；9-驱动螺纹；10a-连杆端盖一；10b-连杆端盖二。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，就本发明提供的一种反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构进行进一步的介绍：
具体实施例1：
如附图1所示，反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，包括设置在反应堆堆芯吊篮5上、作为堆芯流体出口的出口接管2，出口接管2远离吊篮5的一端设置有接管端盖4，出口接管2内设置有隔热内衬套管3。
如附图2所示，所述的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构还包括传动连杆8、驱动螺纹9、连杆端盖一10a，所述的隔热内衬套管3远离吊篮5的一端与固定连接在其上的连杆端盖一10a共同形成一个缸套，传动连杆8的一端通过连杆端盖一10a的开口伸入缸套内，并可以卡在缸套内。
本实施例中的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构的工作过程如下：
在反应堆中，堆芯吊篮5内设有压紧筒体6，吊篮5和压紧筒体6上设置有出口通过隔热内衬套管3供堆芯流体流出堆芯，如附图1中所示的箭头方向为堆芯一回路流体的流动方向。由于出口接管2所用材料性能无法满足直接承受工作温度和工作压力较高的反应堆，如超临界水冷堆的要求，因此，在出口接管2内套装了隔热内衬套管3，该隔热内衬套管3径向***堆芯吊篮5和压紧筒体6中。
当反应堆需要换料时，由于隔热内衬套管3的限制，堆芯吊篮5无法取出，此时，开启接管端盖4，通过拉动传动连杆8的一端，使传动连杆8伸入隔热内衬套管3缸套内的另一端被拉动，并卡在连杆端盖一上，从而通过拉动传动连杆8将隔热内衬套管3拔出吊篮5和压紧筒体6，进而实现反应堆换料。当燃料元件更换完毕后，将吊篮5和压紧筒体6吊入反应堆压力容器筒体1，通过推动传动连杆8将隔热内衬套管3***吊篮5和压紧筒体6，最后扣上接管端盖4。
具体实施例2：
如附图1及附图2所示，在具体实施例1的基础上，所述的传动连杆8的另一端安装在固定连接的连杆端盖二10b及驱动螺纹9之间，所述的驱动螺纹9与出口接管2之间通过螺纹连接，形成螺纹副。
传动连杆8与连杆端盖二10b、驱动螺纹9，驱动螺纹9与出口接管2之间的连接方式，起到将传动连杆8固定、从而限制传动连杆8位移的作用；驱动螺纹9与出口接管2之间形成的螺纹副，可以实现换料期间一回路流体的密封。
所述的传动连杆8伸入缸套内的一端与缸套的底部之间设置有减震弹簧7，隔热内衬套管3与驱动螺纹9之间通过减震弹簧7、传动连杆8、连杆端盖一10a、连杆端盖二10b进行连接，从而构成一个具有适当刚度和减震作用的整体。
所述的连杆端盖一10a、连杆端盖二10b通过螺钉分别与隔热内衬套管3、驱动螺纹9连接。
所述的接管端塞4与冷却剂出口接管2之间通过螺栓进行密封连接，在反应堆正常运行过程中，实现高温高压一回路流体的密封。
本实施例中的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构的工作过程如下：
在反应堆中，堆芯吊篮5内设有压紧筒体6，吊篮5和压紧筒体6上设置有出口通过隔热内衬套管3供堆芯流体流出堆芯，如附图1中所示的箭头方向为堆芯一回路流体的流动方向。由于出口接管2所用材料性能无法满足直接承受工作温度和工作压力较高的反应堆，如超临界水冷堆的要求，因此，在出口接管2内套装了隔热内衬套管3，该隔热内衬套管3径向***堆芯吊篮5和压紧筒体6中。
当反应堆需要换料时，由于隔热内衬套管3的限制，堆芯吊篮5无法取出，此时，开启接管端盖4，并旋出与出口接管2螺纹连接的驱动螺纹9，由于传动连杆8的一端安装在固定连接的连杆端盖二10b及驱动螺纹9之间，因此通过旋出驱动螺纹9，即可拉动传动连杆8，使传动连杆8伸入隔热内衬套管3缸套内的另一端被拉动，并卡在连杆端盖一上，从而将隔热内衬套管3拔出吊篮5和压紧筒体6，进而实现反应堆换料；当燃料元件更换完毕后，将吊篮5和压紧筒体6吊入反应堆压力容器筒体1，通过旋进驱动螺纹9，推动传动连杆8，压紧减震弹簧7，将隔热内衬套管3***吊篮5和压紧筒体6，最后扣上接管端盖4。
本发明提供的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，不仅实现了在反应堆正常运行过程中对高温高压一回路流体的密封，提高反应堆运行的安全性，同时实现了反应堆换料期间对一回路流体的密封，实现了对换料水位的控制，使反应堆换料工作得以安全、顺利进行。
对本发明技术效果的进一步说明如下：
当反应堆正常运行时，接管端盖4与出口接管2间的螺栓连接实现了高温高压一回路流体的密封；
在反应堆换料期间，反应堆压力容器内压较小（小于6m水柱），虽然接管端盖4与出口接管2之间的密封已解除，但驱动螺纹9与出口接管2之间的螺纹副仍可以实现一回路流体的密封，从而实现了在换料期间对换料水位的控制；
进一步地，当反应堆正常运行时，减震弹簧7可以大幅减小从隔热内衬套管3传递到驱动螺纹9上的振动，从而避免驱动螺纹9与出口接管2之间螺纹副的疲劳腐蚀，从而提高了部件的可靠性与使用寿命，增加安全性，降低经济成本。

Claims (3)

1.反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，包括设置在作为堆芯流体出口的出口接管（2）内的隔热内衬套管（3），其特征在于：所述的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构还包括传动连杆（8）、驱动螺纹（9）、连杆端盖一（10a），以及密封安装在出口接管（2）远离堆芯吊篮一端的接管端盖（4），所述的隔热内衬套管（3）远离吊篮（5）的一端与固定连接在其上的连杆端盖一（10a）共同形成一个缸套，传动连杆（8）的一端通过连杆端盖一（10a）的开口伸入缸套内，并可以卡在缸套内；所述的传动连杆（8）的另一端安装在固定连接的连杆端盖二（10b）及驱动螺纹（9）之间，所述的驱动螺纹（9）与出口接管（2）之间通过螺纹连接，形成螺纹副；所述的传动连杆（8）伸入缸套内的一端与缸套的底部之间设置有减震弹簧（7）。
2.如权利要求1所述的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，其特征在于：所述的连杆端盖一（10a）、连杆端盖二（10b）通过螺钉分别与隔热内衬套管（3）、驱动螺纹（9）连接。
3.如权利要求1或2所述的反应堆螺纹连杆式换料水位控制结构，其特征在于：所述的接管端塞（4）与冷却剂出口接管（2）之间通过螺栓进行密封连接。
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