CN218413995U - 一种卧式高温气冷堆结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种卧式高温气冷堆结构，包括：堆内构件和压力容器，所述堆内构件设于压力容器内，所述堆内构件包括堆芯组件和将堆芯组件约束在其内的约束框架结构，所述约束框架结构与压力容器滑动相连，以使所述堆内构件能够轴向滑入压力容器中或从压力容器中滑出。从而不用逐个抓取需要更换的“石墨砖”，节约反应堆换料时间。

Description

一种卧式高温气冷堆结构

技术领域

本实用新型具体涉及一种卧式高温气冷堆结构。

背景技术

棱柱型高温气冷堆属于***核反应堆的一种，其堆芯由几千个六棱柱形和类似扇形的石墨砖与炭砖规则堆砌形成一种立式的圆柱体，这种堆砌而成的散体结构并不稳定，需要设置限制结构对其进行约束。反应堆需要换料时，采用装卸料机将需要更换的“石墨砖”按顺序逐个从压力容器中竖直抓提出来，再将新的“石墨砖”按顺序逐个放回压力容器中，这一系列操作均在反应堆内进行，并且操作过程浪费时间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种节约换料时间的卧式高温气冷堆结构。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种卧式高温气冷堆结构，包括：堆内构件和压力容器，所述堆内构件设于压力容器内，

所述堆内构件包括堆芯组件和将堆芯组件约束在其内的约束框架结构，所述约束框架结构与压力容器滑动相连，以使所述堆内构件能够轴向滑入压力容器中或从压力容器中滑出。

可选地，所述约束框架结构和压力容器通过滑装部滑动相连，所述滑装部包括设于约束框架结构上的滑槽部，以及设于压力容器内壁上的滑轨，所述滑轨滑设于滑槽部的滑槽中。

可选地，所述滑装部设有多个，多个滑装部分设于约束框架结构的上下两端，且约束框架结构下端的滑装部多于其上端。

可选地，所述压力容器的内壁上设有防止堆内构件伸入其后端部的止挡环。

可选地，所述约束框架结构包括约束环组件，所述约束环组件多个约束环，多个约束环沿压力容器的轴向间隔均布，所述滑装部包括多个滑槽，多个滑槽与多个约束环一一对应，所述滑槽开设于相应的约束环上。

可选地，所述约束环包括第一约束节和第二约束节，第一约束节由第一材料形成，第二约束节由第二材料形成，第一材料的热膨胀系数小于第二材料，第一约束节和第二约束节均设有多个，多个第一约束节和多个第二约束节交替铰接相连形成所述约束环，所述滑槽开设于第二约束节上。

可选地，多个约束环通过约束轴相连，每个第一约束节和其相邻的第二约束节之间均设有所述约束轴且通过所述约束轴铰接相连。

可选地，所述约束轴包括第一轴段和第二轴段，第一轴段由第一材料形成，第二轴段由第二材料组成，

第一轴段和第二轴段均设有多个，多个第一轴段和多个第二轴段交替铰接相连形成所述约束轴。

可选地，所述第一材料为SiC/SiC复合材料，所述第二材料为金属。

可选地，所述约束框架结构还包括首板和尾板，首板和尾板分设于约束框架结构的首尾两端，所述约束轴的尾轴段穿过尾板且与其可拆卸相连；

所述首板包括中心板、约束条和第三约束节，第三约束节设有多个且与约束环的第二约束节一一对应，所述约束条也设有多个且与多个第三约束节一一对应，所述约束条连接于相应的第三约束节和中心板之间，且其上开设有与堆芯组件的冷却剂通道对应的通孔，

所述约束轴的首轴段穿过相应的第三约束节且与其可拆卸相连。

本实用新型中，通过将约束堆芯组件的约束框架结构与压力容器滑动相连，使得整个堆内结构能整体从反应堆压力容器内部拉出，不用逐个抓取需要更换的“石墨砖”，节约换料时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的卧式高温气冷堆结构的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的卧式高温气冷堆结构的侧视结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中的堆内构件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种卧式高温气冷堆结构，包括：堆内构件和压力容器，所述堆内构件设于压力容器内，

所述堆内构件包括堆芯组件和将堆芯组件约束在其内的约束框架结构，所述约束框架结构与压力容器滑动相连，以使所述堆内构件能够轴向滑入压力容器中或从压力容器中滑出。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供一种卧式高温气冷堆结构，包括：堆内构件和压力容器3，堆内构件设于压力容器3内，

堆内构件包括堆芯组件2和将堆芯组件2约束在其内的约束框架结构1，约束框架结构1与压力容器3滑动相连，以使堆内构件能够轴向滑入压力容器3中或从压力容器3中滑出。

本实施例中，约束框架结构1和压力容器3通过滑装部滑动相连，滑装部包括设于约束框架结构1上的滑槽部，以及设于压力容器3内壁上的滑轨31，滑轨31滑设于滑槽部的滑槽11中。

由此，通过将约束堆芯组件的约束框架结构与压力容器滑动相连，使得整个堆内结构能整体从反应堆压力容器内部拉出，不用逐个抓取需要更换的“石墨砖”，节约换料时间。

而且反应堆堆芯和堆内构件等效成可拆卸的“电池”，整体更换，即插即用，符合“核电宝”的设计理念。

本实施例中，滑装部设有多个，多个滑装部分设于约束框架结构1的上下两端，因卧式高温气冷堆结构下部承重大，从而约束框架结构1下端的滑装部多于其上端。

本实施例中，压力容器3的内壁上设有防止堆内构件伸入其后端部的止挡环，保证堆内构件在压力容器内合理定位，止挡环还用于堆内构件在压力容器内的轴向定位。当整个堆芯全部滑入反应堆压力容器时，约束框架结构1与所述止挡环抵接，堆内构件的移动被限制。当压力容器封头安装完成后，利用压力容器封头将冷却剂入口处开设有滑槽的第二约束节压住，这样就能在轴向约束整个堆内构件。通过上述约束，整个堆内构件被固定在反应堆压力容器内部，从而能够实现车载运输的目的。

参见图3，堆芯组件2包括堆芯和反射层组件。反射层组件包括第一前反射层21、第二前反射层22、侧反射层和23和后反射层24，四个反射层材料均为石墨且堆砌成一个腔体，腔体内表面与反应堆的堆芯外轮廓一致，腔体用于放置反应堆的堆芯。腔体外表面形成多边形结构，且腔体外表面开设有凹槽，约束框架结构1向内设有凸台，上述凸台和上述凹槽相互嵌入。因此，上述约束框架结构1和上述腔体能够形成一个整体。

本实施例中，约束框架结构1包括约束环组件，约束环组件多个约束环，多个约束环沿压力容器3的轴向间隔均布，滑装部包括多个滑槽11，多个滑槽11与多个约束环一一对应，滑槽11开设于相应的约束环上。滑槽11内表面经过二硫化钼处理，以实现减小摩擦、提高耐磨性能的目的。

本实施例中，约束环包括第一约束节12和第二约束节13，第一约束节12由第一材料形成，第二约束节13由第二材料形成，第一材料的热膨胀系数小于第二材料，第一约束节12和第二约束节13均设有多个，多个第一约束节12和多个第二约束节13交替铰接相连形成多边形的约束环，滑槽11开设于第二约束节13上。多边形约束环的数量由反应堆的轴向长度以及反射层尺寸确定。

本实施例中，第一材料为SiC/SiC复合材料，第二材料为金属。

金属材料的热膨胀系数大于石墨材料的热膨胀系数，SiC/SiC复合材料的热膨胀系数小于石墨材料的热膨胀系数，上述两种材料的结构进行组合可以设计出一种与反射层热膨胀系数相等的结构。这样，在反应堆运行时，就能保证上述多边形约束节能与上述反射层紧密连接而不产生脱离，从而维持上述腔体的形状。

本实施例中，多个约束环通过约束轴14相连，每个第一约束节12和其相邻的第二约束节13之间均设有约束轴14且通过约束轴14铰接相连。

本实施例中，约束轴14包括第一轴段15和第二轴段16，第一轴段15由第一材料形成，第二轴段16由第二材料组成，第一轴段15和第二轴段16均设有多个，多个第一轴段15和多个第二轴段16交替铰接相连形成该约束轴14。

金属材料的热膨胀系数大于石墨材料的热膨胀系数，SiC/SiC复合材料的热膨胀系数小于石墨材料的热膨胀系数，上述两种材料的结构进行组合可以设计出一种与反射层热膨胀系数相等的结构。

这样，在反应堆运行时，就能保证上述约束轴能与上述反射层紧密连接而不产生脱离，从而在轴向维持上述腔体的形状。

并且，由于约束环和约束轴与上述反射层紧密连接，反射层两两之间的缝隙很小，能够最大限度防止冷却剂横向和纵向泄漏，提高反应堆运行效率。

本实施例中，约束框架结构1还包括首板和尾板41，首板和尾板41分设于约束框架结构1的首尾两端，约束轴14的尾轴段穿过尾板41且与其可拆卸相连；

首板包括中心板17、约束条18和第三约束节19，第三约束节19设有多个且与约束环的第二约束节13一一对应，约束条18也设有多个且与多个第三约束节19一一对应，约束条18连接于相应的第三约束节19和中心板17之间，以使首板形成辐射状的结构。且其上开设有与堆芯组件2的冷却剂通道对应的通孔181，以在反应堆运行时供冷却剂进入反应堆堆芯。

约束轴14的首轴段穿过相应的第三约束节19且与其可拆卸相连。从而在反应堆运行期间，约束环组件在首板的作用下，能够在轴向‘拉’住反射层，使各反射层之间保持压紧状态。

约束轴14或约束条18上设置堆芯拉出设备用接口，用于整体拉出堆芯组件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种卧式高温气冷堆结构，其特征在于，包括：堆内构件和压力容器（3），所述堆内构件设于压力容器（3）内，

所述堆内构件包括堆芯组件（2）和将堆芯组件（2）约束在其内的约束框架结构（1），所述约束框架结构（1）与压力容器（3）滑动相连，以使所述堆内构件能够轴向滑入压力容器（3）中或从压力容器（3）中滑出。

2.根据权利要求1所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述约束框架结构（1）和压力容器（3）通过滑装部滑动相连，所述滑装部包括设于约束框架结构（1）上的滑槽部，以及设于压力容器（3）内壁上的滑轨（31），所述滑轨（31）滑设于滑槽部的滑槽（11）中。

3.根据权利要求2所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述滑装部设有多个，多个滑装部分设于约束框架结构（1）的上下两端，且约束框架结构（1）下端的滑装部多于其上端。

4.根据权利要求1-3任一项所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述压力容器（3）的内壁上设有防止堆内构件伸入其后端部的止挡环。

5.根据权利要求2或3所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述约束框架结构（1）包括约束环组件，所述约束环组件多个约束环，多个约束环沿压力容器（3）的轴向间隔均布，所述滑装部包括多个滑槽（11），多个滑槽（11）与多个约束环一一对应，所述滑槽（11）开设于相应的约束环上。

6.根据权利要求5所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述约束环包括第一约束节（12）和第二约束节（13），第一约束节（12）由第一材料形成，第二约束节（13）由第二材料形成，第一材料的热膨胀系数小于第二材料，第一约束节（12）和第二约束节（13）均设有多个，多个第一约束节（12）和多个第二约束节（13）交替铰接相连形成所述约束环，所述滑槽（11）开设于第二约束节（13）上。

7.根据权利要求6所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，多个约束环通过约束轴（14）相连，每个第一约束节（12）和其相邻的第二约束节（13）之间均设有所述约束轴（14）且通过所述约束轴（14）铰接相连。

8.根据权利要求7所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述约束轴（14）包括第一轴段（15）和第二轴段（16），第一轴段（15）由第一材料形成，第二轴段（16）由第二材料组成，

第一轴段（15）和第二轴段（16）均设有多个，多个第一轴段（15）和多个第二轴段（16）交替铰接相连形成所述约束轴（14）。

9.根据权利要求8所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述第一材料为SiC/SiC复合材料，所述第二材料为金属。

10.根据权利要求7-9任一项所述的卧式高温气冷堆结构，其特征在于，所述约束框架结构（1）还包括首板和尾板（41），首板和尾板（41）分设于约束框架结构（1）的首尾两端，所述约束轴（14）的尾轴段穿过尾板（41）且与其可拆卸相连；

所述首板包括中心板（17）、约束条（18）和第三约束节（19），第三约束节（19）设有多个且与约束环的第二约束节（13）一一对应，所述约束条（18）也设有多个且与多个第三约束节（19）一一对应，所述约束条（18）连接于相应的第三约束节（19）和中心板（17）之间，且其上开设有与堆芯组件（2）的冷却剂通道对应的通孔（181），

所述约束轴（14）的首轴段穿过相应的第三约束节（19）且与其可拆卸相连。

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