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，降低大型CAP系列核电站反应堆主管道热段制造难度和成本，提高CAP系列核电站反应堆主管道热段制造质量。通过对反应堆主管道热段的设计改进，减小反应堆压力容器和蒸汽发生器之间的布置距离，达到减小反应堆安全壳径向尺寸，方便蒸汽发生器制造和主系统管道布置，节省整个核电站建造成本目标。

【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方向，CAP1000核电站反应堆主冷却剂系统采用两环布置，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设计使得冷却剂回路管道成对称布置，在反应堆主冷却剂回路管道热胀时，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。但这种设计由于一个环路采用了一根主管道热段和两根主管道冷段，使得主管道热段的口径和壁厚远大于主管道冷段，也就是主管道热段和冷段必须由两种口径和壁厚规格的管道组成。造成主管道热段和冷段在制造工艺、设备和制造技术难度上差别很大，使得主管道制造难度和成本大大增加。由于主管道热段管径和壁厚尺寸大，同时主管道热段带有两个与其整体锻造的接管嘴，造成主管道锻造、弯制难度特别大，主管道热段制造成功率和合格率低。
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，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；所述蒸汽发生器与所述反应堆压力容器连接；主管道；所述主管道包括至少两根主管道热段和至少两根主管道冷段；所述至少两根主管道热段在所述蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线方向上对称布置；每根主管道热段一端连接反应堆冷却剂出口接管嘴，另一端连接蒸汽发生器；所述至少两根主管道冷段在蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线方向上对称布置，每根主管道冷段一端连接反应堆冷却剂进口接管嘴，另一端连接主泵出口接管嘴。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。优选地，所述蒸汽发生器的水室封头上设置蒸汽发生器进口接嘴管用以与所述主管道热段连接，设置蒸汽发生器出口接嘴管用以与所述主泵连接。优选地，在蒸汽发生器水室封头上靠近反应堆压力容器的底部，对称设置两个进口接管嘴，用于连接两根主管道热段；在蒸汽发生器水室封头上远离反应堆压力容器的底部，设置两个出口接管嘴，用于连接两台主泵。优选地，蒸汽发生器水室封头上两个进口接管嘴尺寸和两个出口接管嘴相互对称布置，且在同一节圆上；四个接管嘴布置与蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线呈45°夹角；每个接管嘴沿蒸汽发生器轴线方向向下伸出。优选地，主管道热段从反应堆压力容器冷却剂出口接管嘴方向向外一段距离后，通过一个弯曲半径为3-6倍管径，弯曲角度为20°～40°的弯管在水平面内转向蒸汽发生器接管嘴方向，然后通过一个弯曲半径为1.5～2.5倍管径，弯曲角度为90°弯管向上与蒸汽发生器进口接管嘴连接。优选地，主管道冷段从主泵出口接管嘴方向向外一端距离后，通过一个弯曲半径为3-5倍管径的70°～90°弯管在水平面内转向反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴方向，与反应堆压力容器冷却剂进口接管嘴连接。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，降低大型CAP系列核电站反应堆主管道热段制造难度和成本，提高CAP系列核电站反应堆主管道热段制造质量。通过对反应堆主管道热段的设计改进，减小反应堆压力容器和蒸汽发生器之间的布置距离，达到减小反应堆安全壳径向尺寸，方便蒸汽发生器制造和主系统管道布置，节省整个核电站建造成本目标。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)主管道制造方面a)由于一根主管道热段分成了两根主管道热段。主管道热段口径尺寸减小，用于制造一根主管道热段的钢锭或电渣重熔钢锭减小30％以上。可以减小主管道热段材料的冶炼设备，可以减小锻造压机吨位，可以降低机加工设备尺寸，减小热处理设备能力需求，因此有利于主管道热段的制造。b)由于主管道热段口径尺寸减小，有利于主管道热段锻造，使得主管道坯料能够锻透，通过锻造达到材料晶粒度目的，提高主管道制造质量；有利于减少主管道热段锻造回炉加热火次，防止晶粒胀大，提高材料晶粒度。c)由于主管道热段口径和壁厚尺寸减小，而且可以设计成较大的弯曲半径，有利于降低主管道弯制动力设备的能力需求，有利于减小弯制模具尺寸，有利于主管道热段弯制尺寸精度控制，有利于主管道热段弯制和测量。d)由于主管道热段口径和壁厚尺寸减小，有力于提高主管道热段固溶处理效果和控制主管道固溶处理变形。e)由于每根主管道热段只需要设置一个与其整体锻造的接管嘴，有利于主管道锻造；有利于主管道弯制模具设计；有利于将接管嘴远离于管道弯曲部位，大大减小接管嘴对金属流动的影响，方便管道弯曲时的金属流动，有力与主管道热段弯制成形和尺寸控制。2)厂房布置方面a)由于主管道热段口径减小，有利于减小主管道热段弯管空间，因而能够减小蒸汽发生器到反应堆压力容器之间的距离，达到可以减小核电站钢制安全壳的径向尺寸，有利于减小核电站钢制安全壳的设计难度和建造成本。b)由于每根主管道热段只设置一个与其整体锻造连接的接管嘴，有利于接管嘴在主管道热段上的布置设计，方便接管管道布置，如第四级ADS系统的管道布置。因而能够减小主系统管道布置对反应堆厂房空间需求，达到减小核电站钢制安全壳的径向尺寸，有利于减小核电站钢制安全壳的设计难度和建造成本。c)由于主管道热段布置在蒸汽发生器连线的两侧而不是中间，主管道热段的相对长度增加。使得主管道热段上接管嘴的置布置空间增加，有利于波动管接管嘴、余热排出管接管嘴和第四级ADS接管嘴布置。d)由于波动管接管嘴设置在主管道热段水平段位置上，降低了主管道热段上的波动管接管嘴位置，有利于波动管的布置设计，达到防止波动管热分层效果。还可以降低稳压器布置高度要求，有利于降低稳压器顶部的第一、二和三级ADS管道地震力。e)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。f)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，蒸汽发生器仅沿往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。3)蒸汽发生器方面a)由于每个蒸汽发生器水室封头上有两个进口接管嘴和两个出口接管嘴，他们尺寸和结构完全相同，且在同一节圆上完全对称布置，有利于蒸汽发生器水室封头的设计和制造。b)由于每个蒸汽发生器水室封头上设置了两个较小尺寸的进口接管嘴，接管嘴的开孔尺寸减小，有利于蒸汽发生器进口接管嘴开孔补强设计。4)主管道安装方面a)由于主管道热段上的两个连续弯管分别是在水平和垂直平面内布置，有利于主管道弯曲角度、弯曲半径测量。b)由于采用了两根主管道热段，主管道热段口径和壁厚尺寸减小，而且主管道热段有两个弯曲段，有利于主管道热段吸收系统热胀应力和主管道安装应力。c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；所述蒸汽发生器与所述反应堆压力容器连接；主管道；所述主管道包括至少两根主管道热段和至少两根主管道冷段；所述至少两根主管道热段在所述蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线方向上对称布置；每根主管道热段一端连接反应堆压力容器出口接管嘴，另一端连接蒸汽发生器进口接管嘴；所述至少两根主管道冷段在蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线方向上对称布置，每根主管道冷段一端连接反应堆压力容器进口接管嘴，另一端连接主泵出口接管嘴。

【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；所述蒸汽发生器与所述反应堆压力容器连接；主管道；所述主管道包括至少两根主管道热段和至少两根主管道冷段；所述至少两根主管道热段在所述蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线方向上对称布置；每根主管道热段一端连接反应堆压力容器出口接管嘴，另一端连接蒸汽发生器进口接管嘴；所述至少两根主管道冷段在蒸汽发生器和反应堆压力容器中心连线方向上对称布置，每根主管道冷段一端连接反应堆压力容器进口接管嘴，另一端连接主泵出口接管嘴。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。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，所述蒸汽发生器的水室封头上设置蒸汽发生器进口接嘴管用以与所述主管道热段连接，设置蒸汽发生器出口接嘴管用以与所述主泵连接。4.如权利要求3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，在蒸汽发...

【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