CN107170490A - 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置 - Google Patents

一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107170490A
CN107170490A CN201710574704.3A CN201710574704A CN107170490A CN 107170490 A CN107170490 A CN 107170490A CN 201710574704 A CN201710574704 A CN 201710574704A CN 107170490 A CN107170490 A CN 107170490A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow distribution
distribution baffle
lower chambers
support column
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710574704.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107170490B (zh
Inventor
李文强
李飞
李彦
韩怀邦
赵玉东
刘启虞
李松
冉仁杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Power Institute of China
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201710574704.3A priority Critical patent/CN107170490B/zh
Publication of CN107170490A publication Critical patent/CN107170490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107170490B publication Critical patent/CN107170490B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，它包括设置于压力容器（1）的下腔室（18）内的二次支承及流量分配组件，二次支承及流量分配组件包括二次支承柱（5）、能量吸收器（6）、流量分配板（7）、中间连接板（8）和基础连接板（9），所述流量分配板（7）由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板（10）相互交错而围成，相邻曲面板（10）之间围成流水孔（11），流量分配板（7）的正中心开设有中心孔（12），流量分配板（7）上还设有绕中心孔（12）分布的连接柱（13），流量分配板（7）经连接柱（13）固连于堆芯下支承板（3）下方。本发明的有益效果是：流量分配均匀、阻力系数小、搅混效果好。

Description

一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置
技术领域
本发明涉及核电技术领域，特别是一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置。
背景技术
目前，在运的压水堆核电厂主要由核反应堆、一回路***、二回路***及其它辅助***组成。在一回路中，高压冷却水由主泵送入反应堆，吸收热量以后，达到高温的水流入蒸汽发生器，通过蒸汽发生器将热能传递给在管外流动的二回路给水。二回路给水吸收了一回路的热量后变成蒸汽，然后进入汽轮机做功，带动发电机发电。
燃料组件放置在压力容器内，燃料组件由堆内构件实现支承，核燃料在反应堆内维持可控的链式裂变反应产生能量，核裂变产生的能量由冷却剂吸收，实现对燃料组件的冷却。为了令燃料组件得到充分的冷却，冷却剂在进入堆芯前，需保证其均匀性。
由于压力容器的下封头多为球形，其与堆芯下支承板所围的下腔室为半球形，当冷却剂从压力容器入口管嘴流入，从环形下降腔进入下腔室时，就会因为流道的急剧变化且半球形封头深度较大而在下腔室内产生大量的涡流，导致进入堆芯的流量分布不均匀，为了解决该技术问题，通常需在下腔室设置流量分配板，并在流量分配板上设有呈阵列分布的流水孔。然而，传统的打孔方式使通孔的有效面积较小，孔与孔之间实体面积的总和较大，导致阻力系数较大，当冷却液通过时，会造成较为严重的的压力损失。
此外，现有压水型核反应堆下腔室的二次支承组件多采用二次支承柱+能量吸收仪的组合结构，二次支承柱主要用于发生堆芯跌落事故时起到支承作用，同时起到搅混冷却液并消除产生的涡流的作用，由于二次支承柱多为圆柱形，其搅混效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、流量分配均匀、阻力系数小、搅混效果好的反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，它包括压力容器、吊篮、堆芯下支承板，所述吊篮的下端焊接在堆芯下支承板的上方，吊篮与压力容器之间形成有环形下降腔，它还包括设置于压力容器的下腔室内的二次支承及流量分配组件，所述的二次支承及流量分配组件包括二次支承柱、能量吸收器、流量分配板、中间连接板和基础连接板，所述流量分配板由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板相互交错而围成，相邻曲面板之间围成流水孔，流量分配板的正中心开设有中心孔，流量分配板上还设有绕中心孔分布的连接柱，流量分配板经连接柱固连于堆芯下支承板下方，所述基础连接板与下腔室底部之间留有间隙，基础连接板的上部设置有多个能量吸收器，中间连接板设置于能量吸收器的顶部，中间连接板的顶部设置有多根二次支承柱，二次支承柱的另一端由下往上贯穿流量分配板且固连于堆芯下支承板底部。
所述的二次支承柱的截面为Y字形、十字形、X形或异形。
所述的二次支承柱的叉板上开设有通水孔，所述通水孔为圆形、椭圆形或多边形。
所述的二次支承柱的叉板的外端面为圆弧形。
所述的二次支承柱的上下端均固连有连接盘，连接盘端面上开设有螺栓连接孔，其中一个连接盘经螺钉穿过螺栓连接孔且与堆芯下支承板螺纹连接，另一个连接盘经螺栓穿过螺栓连接孔且与中间连接板螺纹连接。
所述流量分配板的外径为下腔室半径的1~2倍，流量分配板的厚度为下腔室半径的0.05~0.2倍，流量分配板与堆芯下支承板之间的距离为下腔室半径的0.08~0.2倍。
所述的流量分配板上还设有绕中心孔分布的支承柱过孔，所述的二次支承柱贯穿支承柱过孔设置。
本发明具有以下优点：（1）本发明的流量分配板上的流水孔由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板相互交错而围成，能够消除部分涡流，流量分配效果好，增强了对冷却液的搅混效果，克服了堆芯入口流量不均匀的现象。（2）由于按此类方式布置的流水孔数量较多且孔的有效面积大，使板的通透性较高，因此能够降低冷却剂通过流量分配板时造成的压力损失。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2 为流量分配板的结构示意图；
图3 为图2的俯视图；
图4 为二次支承柱为Y字形的示意图；
图5 为图4的俯视图；
图6 为中间连接板的结构示意图；
图中，1-压力容器，2-吊篮，3-堆芯下支承板，4-环形下降腔，5-二次支承柱，6-能量吸收器，7-流量分配板，8-中间连接板，9-基础连接板，10-曲面板，11-流水孔，12-中心孔，13-连接柱，14-叉板，15-连接盘，16-螺栓连接孔，17-支承柱过孔，18-下腔室，19-通水孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1~6所示，一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，它包括压力容器1、吊篮2、堆芯下支承板3，所述吊篮2的下端焊接在堆芯下支承板3的上方，吊篮2与压力容器1之间形成有环形下降腔4，它还包括设置于压力容器1的下腔室18内的二次支承及流量分配组件，所述的二次支承及流量分配组件包括二次支承柱5、能量吸收器6、流量分配板7、中间连接板8和基础连接板9，所述流量分配板7由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板10相互交错而围成，相邻曲面板10之间围成流水孔11，流量分配板7的正中心开设有中心孔12，中心孔12避免中心区域孔过小导致中心部位流量过少的情况。
所述流量分配板7上还设有绕中心孔12分布的连接柱13，流量分配板7经连接柱13固连于堆芯下支承板3下方，所述基础连接板9与下腔室18底部之间留有间隙，基础连接板9的上部设置有多个能量吸收器6，中间连接板8设置于能量吸收器6的顶部，中间连接板8的顶部设置有多根二次支承柱5，二次支承柱5的另一端由下往上贯穿流量分配板7且固连于堆芯下支承板3底部。
所述的二次支承柱5的截面为Y字形、十字形、X形或异形，所述的二次支承柱5的叉板14上开设有通水孔19，通水孔19能够避免冷却剂在相邻叉板14之间产生死区，所述通水孔19为圆形、椭圆形或多边形。所述的二次支承柱5的叉板14的外端面为圆弧形。所述二次支承柱5上的叉板14能够对从各方向流动的冷却剂进行搅混，在一定程度上能够消除部分产生的涡流。
所述的二次支承柱5的上下端均固连有连接盘15，连接盘15端面上开设有螺栓连接孔16，其中一个连接盘15经螺钉穿过螺栓连接孔16且与堆芯下支承板3螺纹连接，另一个连接盘15经螺栓穿过螺栓连接孔16且与中间连接板8螺纹连接。
所述流量分配板7的外径为下腔室18半径的1~2倍，流量分配板7的厚度为下腔室18半径的0.05~0.2倍，流量分配板7与堆芯下支承板3之间的距离为下腔室18半径的0.08~0.2倍。
所述的流量分配板7上还设有绕中心孔12分布的支承柱过孔17，所述的二次支承柱5贯穿支承柱过孔17设置。
所述的流量分配板7上的流水孔11由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板10围成，流水孔11为不规则形状，且流水孔11的大小由中心区域向边缘部分逐渐增大，流水孔11的布置方式相比传统的开孔方式，流水孔11的有效面积较大，孔与孔之间实体面积的总和较小，从而有效消除了涡流，保证流量均匀分配，同时使阻力系数变小，当有冷却剂通过时，降低造成的沿程压力损失。此外流水孔11在流量分配板7上的布孔方式，使靠近流量分配板7边缘部分流水孔11的尺寸大于位于流量分配板7中心区域的流水孔11尺寸，进一步保证流量均匀分配，有效避免了出现堆芯入口中心部分流量大，而边缘部分流量小的缺陷。
本发明的工作过程如下：堆芯位于堆芯下支承板上方，冷却液经环形下降腔4进入下腔室内，冷却剂首先被二次支承柱5的叉板搅混，消除一部分产生的涡流；冷却剂再经流量分配板7上的流水孔11进行消涡并且实现流量均匀分配，再通过堆芯下支承板3进行二次分流以后进入堆芯，与堆芯燃料组件进行流动换热。
当发生堆芯掉落事故时，基础连接板9首先与压力容器1的下腔室18的底部碰触，能量吸收器6产生塑性变形，吸收部分来自堆芯跌落的能量，以减少对反应堆压力容器1的冲击。

Claims (7)

1.一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，它包括压力容器（1）、吊篮（2）、堆芯下支承板（3），所述吊篮（2）的下端焊接在堆芯下支承板（3）的上方，吊篮（2）与压力容器（1）之间形成有环形下降腔（4），其特征在于：它还包括设置于压力容器（1）的下腔室（18）内的二次支承及流量分配组件，所述的二次支承及流量分配组件包括二次支承柱（5）、能量吸收器（6）、流量分配板（7）、中间连接板（8）和基础连接板（9），所述流量分配板（7）由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板（10）相互交错而围成，相邻曲面板（10）之间围成流水孔（11），流量分配板（7）的正中心开设有中心孔（12），流量分配板（7）上还设有绕中心孔（12）分布的连接柱（13），流量分配板（7）经连接柱（13）固连于堆芯下支承板（3）下方，所述基础连接板（9）与下腔室（18）底部之间留有间隙，基础连接板（9）的上部设置有多个能量吸收器（6），中间连接板（8）设置于能量吸收器（6）的顶部，中间连接板（8）的顶部设置有多根二次支承柱（5），二次支承柱（5）的另一端由下往上贯穿流量分配板（7）且固连于堆芯下支承板（3）底部。
2.根据权利要求1所述的一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，其特征在于：所述的二次支承柱（5）的截面为Y字形、十字形、X形或异形。
3.根据权利要求2所述的一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，其特征在于：所述的二次支承柱（5）的叉板（14）上开设有通水孔（19），所述通水孔（19）为圆形、椭圆形或多边形。
4.根据权利要求2所述的一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，其特征在于：所述的二次支承柱（5）的叉板（14）的外端面为圆弧形。
5.根据权利要求2所述的一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，其特征在于：所述的二次支承柱（5）的上下端均固连有连接盘（15），连接盘（15）端面上开设有螺栓连接孔（16），其中一个连接盘（15）经螺钉穿过螺栓连接孔（16）且与堆芯下支承板（3）螺纹连接，另一个连接盘（15）经螺栓穿过螺栓连接孔（16）且与中间连接板（8）螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，其特征在于：所述流量分配板（7）的外径为下腔室（18）半径的1~2倍，流量分配板（7）的厚度为下腔室（18）半径的0.05~0.2倍，流量分配板（7）与堆芯下支承板（3）之间的距离为下腔室（18）半径的0.08~0.2倍。
7.根据权利要求1所述的一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，其特征在于：所述的流量分配板（7）上还设有绕中心孔（12）分布的支承柱过孔（17），所述的二次支承柱（5）贯穿支承柱过孔（17）设置。
CN201710574704.3A 2017-07-14 2017-07-14 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置 Active CN107170490B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710574704.3A CN107170490B (zh) 2017-07-14 2017-07-14 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710574704.3A CN107170490B (zh) 2017-07-14 2017-07-14 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107170490A true CN107170490A (zh) 2017-09-15
CN107170490B CN107170490B (zh) 2023-07-04

Family

ID=59824150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710574704.3A Active CN107170490B (zh) 2017-07-14 2017-07-14 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107170490B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111681787A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 中国科学院上海应用物理研究所 一种反应堆容器的下腔室结构及反应堆容器

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308364A1 (de) * 1993-03-16 1994-09-22 Siemens Ag Druckwasserreaktor mit individuell angepaßter Druckverteilung im Kühlmittel
JP2009075001A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉
JP2012251977A (ja) * 2011-06-07 2012-12-20 Toshiba Corp 炉内構造物及び原子炉
CN203055476U (zh) * 2013-02-04 2013-07-10 中国核动力研究设计院 一种适用于超临界水冷堆的围板式集流结构
CN103377735A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 上海核工程研究设计院 一种反应堆下部堆内构件
CN103871501A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 中国核动力研究设计院 一种核反应堆下腔室流量分配装置
CN103871502A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 中国核动力研究设计院 一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置
CN103903656A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 中国核动力研究设计院 压水型核反应堆堆内构件
CN103971763A (zh) * 2014-05-06 2014-08-06 中广核工程有限公司 核电站反应堆的堆内流量分配装置
CN104658621A (zh) * 2015-01-28 2015-05-27 中科华核电技术研究院有限公司 核反应堆直接安注***
US20150357059A1 (en) * 2013-01-08 2015-12-10 State Nuclear Power Technology Corporation Ltd. Flow allocation apparatus, lower reactor internal of reactor, and reactor
WO2016119292A1 (zh) * 2015-01-28 2016-08-04 中广核研究院有限公司 流量分配装置及具有该装置的核反应堆组件
CN105895171A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 中国核动力研究设计院 一种用于压水型反应堆下腔室的流量分配结构
CN106887262A (zh) * 2015-12-15 2017-06-23 中国核动力研究设计院 一种89堆芯悬挂主泵的一体化模块式压水堆
CN206946951U (zh) * 2017-07-14 2018-01-30 四川大学 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308364A1 (de) * 1993-03-16 1994-09-22 Siemens Ag Druckwasserreaktor mit individuell angepaßter Druckverteilung im Kühlmittel
JP2009075001A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉
JP2012251977A (ja) * 2011-06-07 2012-12-20 Toshiba Corp 炉内構造物及び原子炉
CN103377735A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 上海核工程研究设计院 一种反应堆下部堆内构件
CN103871501A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 中国核动力研究设计院 一种核反应堆下腔室流量分配装置
CN103871502A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 中国核动力研究设计院 一种核反应堆下腔室筒式流量分配装置
CN103903656A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 中国核动力研究设计院 压水型核反应堆堆内构件
US20150357059A1 (en) * 2013-01-08 2015-12-10 State Nuclear Power Technology Corporation Ltd. Flow allocation apparatus, lower reactor internal of reactor, and reactor
CN203055476U (zh) * 2013-02-04 2013-07-10 中国核动力研究设计院 一种适用于超临界水冷堆的围板式集流结构
CN103971763A (zh) * 2014-05-06 2014-08-06 中广核工程有限公司 核电站反应堆的堆内流量分配装置
CN104658621A (zh) * 2015-01-28 2015-05-27 中科华核电技术研究院有限公司 核反应堆直接安注***
WO2016119292A1 (zh) * 2015-01-28 2016-08-04 中广核研究院有限公司 流量分配装置及具有该装置的核反应堆组件
CN106887262A (zh) * 2015-12-15 2017-06-23 中国核动力研究设计院 一种89堆芯悬挂主泵的一体化模块式压水堆
CN105895171A (zh) * 2016-04-28 2016-08-24 中国核动力研究设计院 一种用于压水型反应堆下腔室的流量分配结构
CN206946951U (zh) * 2017-07-14 2018-01-30 四川大学 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111681787A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 中国科学院上海应用物理研究所 一种反应堆容器的下腔室结构及反应堆容器
CN111681787B (zh) * 2020-06-23 2022-09-30 中国科学院上海应用物理研究所 一种反应堆容器的下腔室结构及反应堆容器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107170490B (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101129735B1 (ko) 원자로
CN103971763A (zh) 核电站反应堆的堆内流量分配装置
CN103578583B (zh) 一种具有导流构件的强化沸腾换热流道外壳体
CN104112482B (zh) 非能动自流量控制注水***
CN205104239U (zh) 堆芯捕集器
CN206946951U (zh) 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置
CN107170490A (zh) 一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置
CN107879602A (zh) 窑炉玻璃液的快速降温破碎***
CN109185966A (zh) 一种水分子高频振荡热能成套设备
CN111623331A (zh) 一种控制半浸没式电极锅炉内电极水位槽的液位平稳结构
CN112927827B (zh) 一种核反应堆抑压池的交错射流式鼓泡器
CN104051031B (zh) 蓄压安注水箱的水力学部件及该蓄压安注水箱
CN207662224U (zh) 一种铜加工循环冷却水处理装置
CN106816185B (zh) 用于核电站的安注容器
CN203026178U (zh) 一种反应堆下部堆内构件
CN102374810A (zh) 低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器
CN209619931U (zh) 一种斜坡式消波装置
JP6650776B2 (ja) フローダンパおよび蓄圧注水装置ならびに原子力設備
CN208124869U (zh) 新型中频电炉
CN105097735B (zh) 一种采用脉动流及泡沫金属板强化散热装置
CN109041398B (zh) 一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置与方法
JP6614990B2 (ja) フローダンパおよび蓄圧注水装置ならびに原子力設備
Yan et al. Experimental study on hydraulic performance Optimization of pump house with ultra-short forebay
CN102192586A (zh) 蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱
CN111863292A (zh) 减小冷凝冲击效应的鼓泡器优化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190319

Address after: 610000 No. 328, Section 1, Huayang Changshun Avenue, Shuangliu District, Chengdu City, Sichuan Province

Applicant after: NUCLEAR POWER INSTITUTE OF CHINA

Address before: 610065 No. 24 south part of Wuhou District first ring road, Chengdu, Sichuan.

Applicant before: Sichuan University

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant