一种非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置制造技术

本发明专利技术提供一种非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，其包括：反应堆压力容器；所述反应堆压力容器具有接管段筒体；所述接管段筒体设有反应堆冷却剂出口接管嘴和反应堆冷却剂进口接管嘴；蒸汽发生器；所述蒸汽发生器通过主管道与所述反应堆压力容器连接。本发明专利技术提供的非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，对反应堆冷却剂回路设计改进，打破大型CAP系列核电站大型主泵技术发展瓶颈难题，在不使用比CAP1000核电站更大功率的主泵，甚至使用比CAP1000核电站还小功率主泵的情况下，实现两个主冷却剂环路，同时比CAP1000核电站功率更大的CAP系列非能动核电站。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压水堆核电站领域，具体涉及一种非能动核电站反应堆冷却剂环路布置。
技术介绍
以CAP1000核电站为代表的CAP系列三代非能动核电站已经作为我国核电发展的主要堆型。CAP1000核电站反应堆主冷却剂系统采用两环路布置，每个环路分别由一根将反应堆冷剂从反应堆压力容器传递到蒸汽发生器的主管道热段和两根将反应堆冷却剂从反应堆主冷却剂泵(简称主泵)输送返回反应堆压力容器的主管道冷段组成。每个主泵进口接管嘴直接与蒸汽发生器出口接管嘴连接，主泵悬挂于蒸汽发生器水室封头的下部。这种布置方式巧妙地省去了连接蒸汽发生器和主泵的反应堆冷却剂管道过渡段。同时，采用一根主管道热段和两根主管道冷段设计使得每个冷却剂环路管道成对称布置，在反应堆主冷却剂环路管道热胀时，蒸汽发生器仅沿着主管道热段方向热胀，有利于蒸汽发生器横向支撑设计。CAP1000核电站设计将主泵倒挂于蒸汽发生器水室封头的下部，这对主泵的要求极高，需要使用专门类型的屏蔽泵或者湿绕组泵。如果要发展比CAP1000核电站更大功率的核电站。要么将反应堆主冷却系统设计成三环路，以避免研发更大功率的主泵的困难。要么研发比CAP1000核电站更大功率主泵，以满足反应堆对冷却剂流量的要求。然而如果反应堆主冷却剂系统采用三环路设计，需要在主系统和辅助系统设计、安全壳内管道和设备布置、安全壳内厂房设计、安全壳设计、系统设备仪表和控制等多方面作全面地与两环路布置不同，需要做大量的设计改动。同时，需要增加较多的设备，而且三环路设计需要拉大蒸汽发生器和反应堆压力容器之间的距离，进而增加核电站安全壳尺寸，同样也将加长了主管道的长度，加大了主管道热段的制造难度。这将大大增加核电站建造成本。如果反应堆主冷却剂系统仍然采用二环路设计，这将必然需要研发更大功率的主泵，才能满足反应堆对冷却剂流量的要求。目前国际上研制AP1000核电站主泵研制难度较大，如果要发展比AP1000更大功率的核电站，就必然需要开发研制比AP1000核电站更大功率的主泵。走这样的核电发展模式，我国要发展比CAP1000更大功率的核电站，必将进一步加大我国要研制主泵的难度。因此，研发大功率主泵已经成了限制我国发展更大型CAP系列核电站发展和建设的重大技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置。非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置包括：反应堆压力容器；所述反应堆压力容器具有接管段筒体；所述接管段筒体设有反应堆冷却剂出口接管嘴和反应堆冷却剂进口接管嘴；蒸汽发生器；所述蒸汽发生器通过所述主管道热段与所述反应堆压力容器连接；主管道；所述主管道包括至少一根主管道热段、至少两根主管道长冷段和至少两根主管道短冷段；主管道热段布置于蒸汽发生器和反应堆压力容器连线上，用于连接蒸汽发生器进口接管嘴和反应堆冷却剂出口接管嘴；所述至少两根主管道短冷段对称布置在所述主管道热段的两侧，用于连接反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴和主泵出口接管嘴；所述至少两根主管道长冷段对称布置在所述主管道热段的两侧，并位于所述主管道短冷段的外侧，用于连接反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴和主泵出口接管嘴。优选地，所述蒸汽发生器的数量为两个，且对称设置于所述反应堆压力容器的两侧，每个蒸汽发生器通过一根主管道热段与反应堆压力容器连接。优选地，每个蒸汽发生器上设有四个出口接管嘴，用于连接四台主泵，反应堆压力容器通过一根主管道长冷段或一根主管道短冷段与其中一个主泵连接。优选地，所述主管道长冷段上设有一个喷雾管接管嘴，所述主管道短冷段上设有一个堆芯补水系统接管嘴。优选地，蒸汽发生器设有一个进口接管嘴用以连接一根主管道热段和四个出口接管嘴用以连接四台主主泵。优选地，所述主管道热段有一个30°～60°的主管道热段弯管，主管道热段弯管弯曲半径等于1.5倍管径；主管道热段弯管一端通过第一长直管段与反应堆压力容器水平连接，另一端通过第一短直管段与蒸汽发生器斜向连接。优选地，所述主管道长冷段设值一个70°～110°主管道长冷段弯管，主管道长冷段弯曲半径等于5倍的管径；主管道长冷段弯管两端设置第二长直管段和第二短直管段，第二长直管段连接主泵，第二短直管段连接反应堆压力容器。优选地，所述主管道短冷段设有一个40°～90°主管道短冷段弯管，主管道短冷段弯曲半径等于5倍管径，主管道短冷段弯头两端设置第三长直管段和第三短直管段，第三长直管段连接反应堆压力容器，第三短直管段连接主泵。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，对反应堆冷却剂回路设计改进，打破大型CAP系列核电站大型主泵技术发展瓶颈难题，在不使用比CAP1000核电站更大功率的主泵，甚至使用比CAP1000核电站还小功率主泵的情况下，实现两个主冷却剂环路，同时比CAP1000核电站功率更大的CAP系列非能动核电站。因而达到避实就虚，充分利用中型核电站主泵相对成熟技术，避开大功率主泵研制难题，为大型CAP系列非能动核电站发展和提高核电设备国产化率提供一条简便之路。2、本专利技术提供的非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，相对于同样功率的传统的两个环路的CAP系列核电站，具有如下技术特点：1)主泵方面同样功率的CAP系列核电站主泵的功率可以减小一半，有利于使用技术比较成熟的主泵。如发展1300MWe的CAP系列核电站几乎可以直接用AP600核电站使用的主泵，因而避免了研发大型主泵需要或者技术难度。2)主管道方面a)相对与CAP1000主管道由两根冷段组成，由于采用了四根主管道冷段，主管道冷段直径和壁厚减小，有利于主管道冷段的制造；而且可以在两根主管道长冷段上不设置整体锻造连接的接管嘴，有利于利用轧制方式制造不带接管嘴的主管道冷段。b)本专利技术采用了四根主管道冷段减小了主管道直径和壁厚，有利于主管道冷段的弯制。其中两根主管道长冷段可不设置整体锻造连接的接管嘴，有利于利用推拉式弯制或中频弯制这些主管道弯管。c)相对于CAP1000主管道热段和冷段之间的刚度比，由于本专利技术的主管道热段刚度远比主管道冷段的刚度大。因此，主管道的安装应力和运行热应力将会降低。3)厂房布置方面a)由于保持了反应堆主冷却系统两环路布置，有利于减小反应堆安全壳尺寸，有利于节省核电站建造成本。b)由于保持了反应堆主冷却系统两环路布置，并且每个环路是对称布置，使得蒸汽发生器仅沿蒸汽发生器和反应堆压力容器连线方向热胀，有利于蒸汽发生器横向支撑设计。c)由于增加了主管道冷段根数，给主管道喷雾管接管嘴和堆芯补水系统接管嘴布置提供了更多的空间，使得喷雾管和堆芯补水系统管道布置更加灵活。d)由于采用了较小功率的主泵，有利于降低蒸汽发生器相对布置高度，也有利于减小主泵维修吊装运输空间。4)主管道安装方面由于本专利技术的主管道热段刚度远比主管道冷段的刚度大。在主管道安装时，可以采用先对主管道热段两端进行点焊安装，并全部或部分焊接与压力容器和蒸汽发生器之间的连接焊缝，然后点焊和焊接安装主管道冷段与压力容器和主泵之间的焊缝。因此，可以实现主管道两端同时安装焊接方式，大大降低主管道安装对口技术难度(即用管道对口设备接管嘴，而不是用设备接管嘴对口管道的组对焊接工艺)。也有利于降低环路安装应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，其特征在于，包括：反应堆压力容器；所述反应堆压力容器具有接管段筒体；所述接管段筒体设有反应堆冷却剂出口接管嘴和反应堆冷却剂进口接管嘴；蒸汽发生器；所述蒸汽发生器通过所述的主管道热段与所述反应堆压力容器连接；主管道；所述主管道包括至少一根主管道热段、至少两根主管道长冷段和至少两根主管道短冷段；主管道热段布置于蒸汽发生器和反应堆压力容器连线上，用于连接蒸汽发生器进口接管嘴和反应堆压力容器冷却剂出口接管嘴；所述至少两根主管道短冷段对称布置在所述主管道热段的两侧，用于连接反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴和主泵出口接管嘴；所述至少两根主管道长冷段对称布置在所述主管道热段的两侧，并位于所述主管道短冷段的外侧，用于连接反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴和主泵出口接管嘴。

【技术特征摘要】
1.一种非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，其特征在于，包括：反应堆压力容器；所述反应堆压力容器具有接管段筒体；所述接管段筒体设有反应堆冷却剂出口接管嘴和反应堆冷却剂进口接管嘴；蒸汽发生器；所述蒸汽发生器通过所述的主管道热段与所述反应堆压力容器连接；主管道；所述主管道包括至少一根主管道热段、至少两根主管道长冷段和至少两根主管道短冷段；主管道热段布置于蒸汽发生器和反应堆压力容器连线上，用于连接蒸汽发生器进口接管嘴和反应堆压力容器冷却剂出口接管嘴；所述至少两根主管道短冷段对称布置在所述主管道热段的两侧，用于连接反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴和主泵出口接管嘴；所述至少两根主管道长冷段对称布置在所述主管道热段的两侧，并位于所述主管道短冷段的外侧，用于连接反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴和主泵出口接管嘴。2.如权利要求1所述的非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，其特征在于，所述蒸汽发生器的数量为两个，且对称设置于所述反应堆压力容器的两侧，每个蒸汽发生器通过一根主管道热段与反应堆压力容器连接。3.如权利要求1所述的非能动压水堆核电站反应堆冷却剂环路布置，其特征在于，每个蒸汽发生器上设有四个出口接管嘴，用于与主泵连接。反应堆压力容器通过一根主管道长冷段或一根主管道短冷段与其中一个主泵连接。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：施永兵，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院，
类型：发明
国别省市：上海;31