一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖制造技术

本发明专利技术提供了一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，涉及核反应堆顶盖结构设计领域，通过设置内顶盖和主顶盖；内顶盖上设有主泵接口部和控制棒驱动机构接口部；主顶盖上设有用于引出换热器管束的换热器接口；主顶盖的下部设有用于安装换热器的腔体结构；内顶盖定位安装在主顶盖上。本发明专利技术通过在主顶盖的箱体内集成换热器；运行期间，液态重金属冷却剂会流过箱体，起到堆顶屏蔽的作用，以减少堆顶盖屏蔽材料用量，减轻堆顶盖质量。本发明专利技术通过在箱体不同位置的板壳分别采用具备中子屏蔽或伽马屏蔽功能的结构材料，以优化堆顶屏蔽效果，减少屏蔽用量。

A small liquid metal reactor box top cover

【技术实现步骤摘要】
一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖
本专利技术涉及核反应堆顶盖结构设计领域，具体涉及一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖。
技术介绍
核反应堆堆本体是反应堆系统中重要的组成，其设计尺寸直接影响整堆设计尺寸。液态金属池式堆，主设备大多集中在堆顶盖上，堆顶盖的尺寸直接影响反应堆的整体尺寸。反应堆堆顶盖的主要功能包括：支承换热器、驱动泵、控制棒驱动机构耐压壳等反应堆功能设备，为堆顶的设备供中子屏蔽以及生物屏蔽，因而堆顶盖的尺寸、质量受到主设备及其连接方式、堆顶盖屏蔽及材料的影响。目前常见的反应堆堆顶盖都为单层成型壳体，例如AP1000压水堆堆顶盖设备为单层球盖。池式反应堆堆顶盖常用单层平盖或成型壳体，例如，法国超凤凰堆采用了箱体堆顶盖结构，并在箱体内填充混凝土，反而加重了反应堆顶盖质量；俄罗斯SVBR-70反应堆的采用了箱体平盖设计，箱体内填充轻量化屏蔽材料，但是换热器垂直贯穿堆顶盖安装，无法为顶盖提供屏蔽功能；中国实验快堆的堆顶盖采用了不锈钢材质的单层球形封头，需分别在堆内设置中子屏蔽，堆外设置混凝土生物屏蔽。本专利技术充分利用液态重金属冷却剂的生物屏蔽特性，将换热器集成在堆顶盖内；液态重金属的冷却剂兼顾传热及屏蔽作用；同时，对箱体的不同位置部件采用对应的屏蔽结构功能复合材料，以达到优化屏蔽，堆顶盖轻量化目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，旨在解决现阶段小型液态金属反应堆堆顶盖的重量较重和屏蔽效果较差的技术问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，包括内顶盖和主顶盖；所述内顶盖上设有主泵接口部和控制棒驱动机构接口部；所述主顶盖上设有用于引出换热器管束的换热器接口；所述主顶盖的下部设有用于安装换热器的腔体结构；所述内顶盖定位安装在所述主顶盖上。可选地，所述内顶盖通过安装板盖设在所述主顶盖的圆筒体顶端开口上。可选地，所述主泵接口部为接管法兰；所述控制棒驱动机构接口部为压力管道。可选地，所述主顶盖包括圆筒体、支承环板、换热器接口、支承耳部和凹槽部；所述支承环板固定套设在所述圆筒体上；所述换热器接口设在所述支承环板上；所述凹槽部设在所述支承环板下。可选地，所述圆筒体设在所述主顶盖的中心位置处；所述圆筒体内径尺寸大于堆芯尺寸。可选地，所述支承环板与圆筒体同轴定位设置；所述支承环板周向围设在所述圆筒体中部位置。可选地，所述支承环板上设置有多个用于引出换热器管束的换热器接口。可选地，所述凹槽部分别与支承环板的圆环面和圆筒体的底面固定连接来形成环状空腔结构；所述环状空腔结构内装入所述换热器。可选地，所述凹槽部的外圆柱壳体设置有换热器出口孔；所述圆筒体下部设置换热器入口孔；所述换热器入口孔与所述换热器出口孔一一对应设置。可选地，所述圆筒体和支承环板为具备伽马屏蔽功能的结构材料制成；所述凹槽部为具备中子屏蔽功能的结构材料制成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术通过在主顶盖的箱体内集成换热器；运行期间，液态重金属冷却剂会流过箱体，起到堆顶屏蔽的作用，以减少堆顶盖屏蔽材料用量，减轻堆顶盖质量。2、本专利技术通过在箱体不同位置的板壳分别采用具备中子屏蔽或伽马屏蔽功能的结构材料，以优化堆顶屏蔽效果，减少屏蔽用量。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的内顶盖剖视图；图3为本专利技术的主顶盖剖视图；图中标号说明：1、内顶盖；11、主泵接口部；12、控制棒驱动机构接口部；13、安装板；2、主顶盖；21、圆筒体；22、支承环板；23、换热器接口；24、支承耳部；25、凹槽部；26、腔体结构；27、换热器出口孔；28、换热器入口孔。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合附图1至图3，本专利技术提供了一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，在满足堆顶盖功能要求的前提下，解决小型液态金属反应堆设计中存在堆顶盖集成设备过多而导致的质量大，堆顶屏蔽效果差的技术问题，为小型液态金属反应堆堆顶盖的轻量化以及堆顶盖屏蔽优化提供一种可行的设计方案。具体地，结合附图1，包括内顶盖1和主顶盖2；所述内顶盖1上设有主泵接口部11和控制棒驱动机构接口部12；所述主顶盖2上设有用于引出换热器管束的换热器接口23；所述主顶盖2的下部设有用于安装换热器的腔体结构26；所述内顶盖1定位安装在所述主顶盖2上。本专利技术通过在主顶盖的箱体内集成换热器；运行期间，液态重金属冷却剂会流过箱体，起到堆顶屏蔽的作用，以减少堆顶盖屏蔽材料用量，减轻堆顶盖质量。在一实施例中，结合附图2，所述内顶盖1通过安装板13盖设在所述主顶盖2的圆筒体21顶端开口上；所述控制棒驱动机构接口部12为压力管道；且管道端面与控制棒驱动结构的压力管壳焊接；所述主泵接口部11为接管法兰；在法兰端面上开设用于主泵法兰螺栓连接的盲螺孔。在一实施例中，结合附图3，所述主顶盖2箱体由多板壳构成；所述主顶盖2包括圆筒体21、支承环板22、换热器接口23、支承耳部24和凹槽部25；所述支承环板22固定套设在所述圆筒体21上；所述换热器接口23设在所述支承环板22上；所述凹槽部25设在所述支承环板22下所述圆筒体21设在所述主顶盖2的中心位置处，并用来安装所述内顶盖1。优选地，所述圆筒体21内径尺寸大于堆芯尺寸。所述支承环板22与圆筒体21同轴定位设置；所述支承环板22周向围设在所述圆筒体21中部位置。所述支承环板22上设置有多个用于引出换热器管束的换热器接口23。所述换热器接口23包括进、出口各三个；所述换热器接口23圆周均匀分布在所述支承环板22上。所述支承耳部24用于将所述主顶盖2安装到主容器法兰上的；所述支承耳部24上开设螺栓通孔。所述凹槽部25分别与支承环板22的圆环面和圆筒体21的底面固定连接来形成环状空腔结构；所述环状空腔结构内装入所述换热器；需要说明的是，所述换热器包括但不限于板式换热器、螺旋管束换热器。具体地，所述凹槽部25的外圆柱壳体设置有换热器出口孔27，上下排列三个，换热器出口孔27沿凹槽部25的外圆柱壳体圆周均匀布置二十二个，沿换热器有效换热高度，从上到下上均匀布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，其特征在于：包括内顶盖(1)和主顶盖(2)；所述内顶盖(1)上设有主泵接口部(11)和控制棒驱动机构接口部(12)；所述主顶盖(2)上设有用于引出换热器管束的换热器接口(23)；所述主顶盖(2)的下部设有用于安装换热器的腔体结构(26)；所述内顶盖(1)定位安装在所述主顶盖(2)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，其特征在于：包括内顶盖(1)和主顶盖(2)；所述内顶盖(1)上设有主泵接口部(11)和控制棒驱动机构接口部(12)；所述主顶盖(2)上设有用于引出换热器管束的换热器接口(23)；所述主顶盖(2)的下部设有用于安装换热器的腔体结构(26)；所述内顶盖(1)定位安装在所述主顶盖(2)上。


2.根据权利要求1所述的小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，其特征在于：所述内顶盖(1)通过安装板(13)盖设在所述主顶盖(2)的圆筒体(21)顶端开口上。


3.根据权利要求1所述的小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，其特征在于：所述主泵接口部(11)为接管法兰；所述控制棒驱动机构接口部(12)为压力管道。


4.根据权利要求1所述的小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，其特征在于：所述主顶盖(2)包括圆筒体(21)、支承环板(22)、换热器接口(23)、支承耳部(24)和凹槽部(25)；所述支承环板(22)固定套设在所述圆筒体(21)上；所述换热器接口(23)设在所述支承环板(22)上；所述凹槽部(25)设在所述支承环板(22)下。


5.根据权利要求4所述的小型液态金属反应堆箱式堆顶盖，其特征在于：所述圆筒体(21)设在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫其龙，吴宜灿，师雪艳，张勇，宋勇，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34