一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构技术方案

本发明专利技术提供一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构，所述反应堆本体结构分别通过双层套管结构连接有至少一主泵与至少一蒸汽发生器，其中，反应堆本体结构分别与一台蒸汽发生器和一台主泵构成一个环路；所述反应堆本体结构包括压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、堆内仪表组件和堆芯燃料组件；所述压力容器通过双层套管结构分别与所述主泵以及蒸汽发生器相连接。本发明专利技术既能确保核反应堆内的冷却剂的循环，又便于实现核蒸汽供应系统的紧凑布置，提高换热效率，且便于安装和拆卸，安全性好。

A Reactor Body Structure of Nuclear Steam Supply System with Double Casing Structure

【技术实现步骤摘要】
一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构
本专利技术涉及核电领域，特别是涉及具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构。
技术介绍
核蒸汽供应系统是核动力装置中利用核反应堆内核燃料裂变反应生成的热能产生蒸汽的系统，通常用于发电、驱动和供热，其主要包括核反应堆、蒸汽发生器、主冷却剂系统及其辅助系统。在核蒸汽供应系统的运行过程中，需要冷却剂不断地把核反应堆内核裂变产生的巨大热量带出，并将核反应堆内的温度控制在所需范围内。以两回路型的核蒸汽供应系统为例，冷却剂在核反应堆内加热后由主循环泵送入蒸汽发生器，加热蒸汽发生器另一侧的给水，使之变为蒸汽送往汽轮发电机组，驱动汽轮发电机组；而经汽轮发电机组冷凝器冷凝后的冷却剂再被送入核反应堆，如此循环。然而，现有技术中通常需采用长管道进行核反应堆与其他设备诸如蒸汽发生器之间的连接来进行冷却剂的输送，不仅会导致换热效率的降低，亦使得核反应堆需同时设置进口接管和出口接管，而且整个系统占用空间较大，不能够满足海洋使用环境的要求。
技术实现思路
本专利技术所提供的一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构，其具有结构紧凑的特点，且换热效率高，便于安装及拆卸，能够满足海洋使用环境。本专利技术提供一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构，所述反应堆本体结构分别通过双层套管结构连接有至少一主泵与至少一蒸汽发生器，反应堆本体结构分别与一台蒸汽发生器和一台主泵构成一个环路；所述反应堆本体结构包括压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、堆内仪表组件和堆芯燃料组件；所述压力容器通过双层套管结构分别与所述主泵以及蒸汽发生器相连接；其中：所述双层套管结构包括内管及位于该内管外的外管，外管由所述压力容器的进出口接管形成，所述内管设置在外管内部；所述堆内构件包括具有吊篮的下部堆内构件、上部堆内构件以及位于吊篮外部的环腔结构；所述环腔结构为类似锥筒型结构，布置于吊篮外侧以及压力容器内侧，且与压力容器内壁相固定，并设置密封件与压力容器内壁实现密封，其对应双层套管处均设置开孔；每一内管均可拆卸地设置于所述环腔结构上而位于所述外管内，所述内管与环腔结构之间形成内部环腔；所述内部环腔连通主泵侧双层套管结构的内套管、压力容器下降段环腔以及蒸汽发生器侧双层套管结构的出口内套管；所述环腔结构与压力容器内壁形成外部环腔，所述外部环腔与泵侧双层套管结构的外管以及蒸汽发生器侧双层套管结构的外管连通。较佳地，冷却剂由泵侧双层套管结构的内套管流道进入环腔结构的内部环腔，然后沿着压力容器与吊篮之间的下降环腔进入下封头，经流量分配装置后进入堆芯，被堆芯加热后流入上腔室，再经吊篮出口管嘴进入蒸汽发生器侧双层套管结构的内套管流道进入蒸汽发生器；经过蒸汽发生器换热后的冷却剂经过蒸汽发生器侧外套管、环腔结构外环腔、泵侧外套管流道流回主泵。较佳地，所述环腔结构通过销钉连接或焊接的方式固定于所述压力容器内侧，所述环腔结构与所述内管通过机械连接柄结合密封件的方式形成密封配合。较佳地，所述吊篮对应压力容器出口接管处设置有开孔，所述开孔与所述蒸汽发生器侧双层套管结构的内管连通，且所述内管与环腔结构在所述开孔处实现密封。较佳地，所述压力容器具有支承台肩，所述上部堆内构件包括有导向管支承板，该导向支撑板位于所述吊篮的顶部，所述吊篮的法兰和所述导向管支承板的法兰依次叠置于所述压力容器的支承台肩，并位于所述环腔结构的上方；吊篮法兰与导向管支承板法兰在对应位置开有通孔，通孔处安装有喷管结构，所述喷管结构与所述内环腔相连通；来自主泵的冷却剂通过内套管进入压力容器时，一部分流量通过吊篮法兰与导向管支承板法兰处的喷管结构进入压力容器上封头内部，向下流至反应堆上腔室经吊篮出口流出反应堆。较佳地，所述压力容器的双层套管附近设置安注接管嘴，在环腔结构对应位置开孔，并设置有一贯穿管结构直接贯穿所述环腔结构与所述安注接管嘴配合并密封，在堆芯失水事故下，安注系统通过安注接管嘴、内部直管结构、环腔结构内腔直接注入堆芯，以防止堆芯熔化。较佳地，控制棒驱动机构设置有落棒辅助组件，以确保海洋环境下的摇摆、倾斜等工况下能够顺利落棒，满足落棒时间要求。较佳地，所述控制棒驱动机构设置倾翻锁死装置，确保海洋倾翻情况下，保证控制棒组件不抽出堆芯。较佳地，堆内仪表测量组件采用一体化探测器组件，同时测量堆芯中子注量率和堆芯出口温度，减少探测器数量。较佳地，所述堆内仪表组件采用由堆顶分组集中引出的方式。实施本专利技术实施例，具有如下的有益效果：由上述说明可知，本专利技术通过双层套管结构与核蒸汽供应系统中的其他设备例如蒸汽发生器连接以进行冷却剂的循环输送，且该双层套管结构的外管可直接和其他设备例如蒸汽发生器对接焊形成管路，内管则借由环腔结构安装支撑，既能降低冷却剂丧失事故(LOCA)发生的概率，又能实现核蒸汽供应系统的紧凑布置，提高换热效率。特别地，本专利技术通过于压力容器上设置环腔结构来支撑内管，使得双层套管结构更稳固，而双层套管结构的内管可拆卸地安装其上，既能满足内管的维修拆卸需求，又使得内管的拆卸与吊篮等堆内构件的吊装相互独立；同时，在吊篮法兰与导向管支承板法兰在对应位置开有通孔，通孔处安装有喷管结构，来自主泵的冷却剂通过内套管进入压力容器时，主流量经过压力容器下降段环腔进入堆芯换热，小部分流量通过吊篮法兰与导向管支承板法兰处的喷管结构进入压力容器上封头，向下流至反应堆上腔室经吊篮出口流出反应堆；另外，在所述压力容器的双层套管附近设置安注接管嘴，在环腔结构对应位置开孔，并设计贯穿管结构贯穿环腔结构及压力容器壁与安注接管嘴配合并密封，堆芯失水事故下，安注系统通过安注接管嘴、内部直管结构、环腔结构内腔直接注入堆芯，防止堆芯熔化。本专利技术结构紧凑、换热效果好，且非常便于安装和拆卸，安全性高，非常适宜海洋的使用环境。附图说明图1是本专利技术提供的一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构的运行环境示意图；图2是图1中沿A-A向剖面的反应堆本体结构部分的示意图；图3是图2中的局部示意图；图4是图1中沿B-B向剖面的反应堆本体结构的部分示意图。具体实施方式本专利技术反应堆本体结构设有双层套管结构，经由该双层套管结构与核蒸汽供应系统中的其他设备例如蒸汽发生器连接，进行冷却剂的循环输送。该双层套管结构包括内管及套设于位于该内管外的外管，其中，外管由核反应堆的压力容器的进口接管形成，内管则是可拆卸地设置于外管中，冷却剂由外管与内管之间的第一通道流入核反应堆的压力容器，经加热后，由内管内的第二通道流出核反应堆的压力容器。本专利技术于核反应堆的吊篮的外壁上设置环腔结构，内管是可拆卸地设置于该环腔结构上而位于外管内，内管通过该环腔结构与吊篮内部连通，使得冷却剂得以由吊篮内部经环腔结构流入内管，进而流出核反应堆的压力容器。环腔结构不仅供内管可拆卸地设置其上，更与吊篮外壁形成一内腔，以充分汇集经堆芯加热的冷却剂，并将其导入内管而流出该核反应堆，下文将以实施例详细说明。如图1所示，是本专利技术提供的一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构的运行环境示意图；一并结合图2至图4所示。所述反应堆本体结构1分别通过双层套管结构10连接有至少一主泵7与至少一蒸汽发生器8，反应堆本体结构1分别与一台蒸汽发生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构，所述反应堆本体结构分别通过双层套管结构连接有至少一主泵与至少一蒸汽发生器，其中，反应堆本体结构分别与一台蒸汽发生器和一台主泵构成一个环路；所述反应堆本体结构包括压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、堆内仪表组件和堆芯燃料组件；所述压力容器通过双层套管结构分别与所述主泵以及蒸汽发生器相连接；其特征在于：所述双层套管结构包括内管及位于该内管外的外管，外管由所述压力容器的进出口接管形成，所述内管设置在外管内部；所述堆内构件包括具有吊篮的下部堆内构件、上部堆内构件以及位于吊篮外部的环腔结构；所述环腔结构为类似锥筒型结构，布置于吊篮外侧以及压力容器内侧，且与压力容器内壁相固定，并设置密封件与压力容器内壁实现密封，其对应双层套管处均设置开孔；每一内管均可拆卸地设置于所述环腔结构上而位于所述外管内，所述内管与环腔结构之间形成内部环腔；所述内部环腔连通主泵侧双层套管结构的内套管、压力容器下降段环腔以及蒸汽发生器侧双层套管结构的出口内套管；所述环腔结构与压力容器内壁形成外部环腔，所述外部环腔与泵侧双层套管结构的外管以及蒸汽发生器侧双层套管结构的外管连通。...

【技术特征摘要】
1.一种具有双层套管结构的核蒸汽供应系统的反应堆本体结构，所述反应堆本体结构分别通过双层套管结构连接有至少一主泵与至少一蒸汽发生器，其中，反应堆本体结构分别与一台蒸汽发生器和一台主泵构成一个环路；所述反应堆本体结构包括压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、堆内仪表组件和堆芯燃料组件；所述压力容器通过双层套管结构分别与所述主泵以及蒸汽发生器相连接；其特征在于：所述双层套管结构包括内管及位于该内管外的外管，外管由所述压力容器的进出口接管形成，所述内管设置在外管内部；所述堆内构件包括具有吊篮的下部堆内构件、上部堆内构件以及位于吊篮外部的环腔结构；所述环腔结构为类似锥筒型结构，布置于吊篮外侧以及压力容器内侧，且与压力容器内壁相固定，并设置密封件与压力容器内壁实现密封，其对应双层套管处均设置开孔；每一内管均可拆卸地设置于所述环腔结构上而位于所述外管内，所述内管与环腔结构之间形成内部环腔；所述内部环腔连通主泵侧双层套管结构的内套管、压力容器下降段环腔以及蒸汽发生器侧双层套管结构的出口内套管；所述环腔结构与压力容器内壁形成外部环腔，所述外部环腔与泵侧双层套管结构的外管以及蒸汽发生器侧双层套管结构的外管连通。2.如权利要求1所述的反应堆本体结构，其特征在于，冷却剂由泵侧双层套管结构的内套管流道进入环腔结构的内部环腔，然后沿着压力容器与吊篮之间的下降环腔进入下封头，经流量分配装置后进入堆芯，被堆芯加热后流入上腔室，再经吊篮出口管嘴进入蒸汽发生器侧双层套管结构的内套管流道进入蒸汽发生器；经过蒸汽发生器换热后的冷却剂经过蒸汽发生器侧外套管、环腔结构外环腔、泵侧外套管流道流回主泵。3.如权利要求2所述的反应堆本体结构，其特征在于，所述环腔结构通过销钉连接或焊接的方式固定于所述压力容器内侧，所述环腔结构与所述内管通过机械连接柄结合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青松，韩万富，鞠燕娜，路广遥，唐叔建，芮旻，周建明，冯勇，黄天荣，卢朝晖，刘强，周国丰，董超群，赵月扬，钟金童，张晓理，翟立宏，袁杰，杨钰，张超，苏晓炜，乔建毅，陈青山，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44